instlacion de valvulas de alivio de presion

PDVSA N TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

SEGURIDAD EN EL DISEO DE PLANTAS

1994

MDP08SA05 INSTALACION DE VALVULAS DE ALIVIO DEPRESION

APROBADA

AGO.95 AGO.95

SISTEMAS DE ALIVIO DE PRESION

AGO.95

AGO.97 O.R

J.P.

1

0

Sinceracin con el MID/MIR 33

30

L.R.

F.R.

MANUAL DE DISEO DE PROCESO

ESPECIALISTAS

REVISION FECHAMANUAL DE DISEO DE PROCESO

SEGURIDAD EN EL DISEO DE PLANTASSISTEMAS DE ALIVIO DE PRESION

INSTALACION VALVULAS DE ALIVIO DE PRESIONAGO.971

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.Men Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Indice1 OBJETIVO 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 REFERENCIAS 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 DEFINICIONES 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 PROCEDIMIENTOS DE DISEO 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1 Localizacin de vlvulas de alivio de presin 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Posicin de las vlvulas de alivio de presin 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Diseo de la tubera de entrada a vlvulas de alivio de presin 4. . . . . . . 5.4 Seleccin de descarga atmosfrica o cerrada

para vlvulas de alivio de presin 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5 Aplicacin de los criterios para dirigir la descarga

de vlvulas de alivio de presin 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6 Diseo de la tubera de salida de vlvulas de alivio

de presin descarga atmosfrica 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.7 Diseo de sistemas cerrados para vlvulas de alivio de presin 12. . . . . . .

6 APENDICE 24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 1. Vlvula de alivio de presin tpica sin vlvula de aislamiento 26Figura 2. Vlvula de alivio de presin tpica montada en lnea de proceso 27Figura 3. Instalacin tpica para evitar turbulencia excesiva a la entrada

de una vlvula de alivio de presin 28. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 4a. Instalacin tpica de vlvulas de alivio con vlvulas de aislamiento 29Figura 4b. Arreglo de instalacin tpica de vlvulas de alivio con 100% de

respaldo de capacidad de alivio 30Figura 4c. Arreglo alterno de instalacin tpica de vlvulas de alivio con 100%

de respaldo de capacidad de alivio 31Figura 5. Vlvula de alivio de presin instalada en una tubera larga 32. . . . . . Figura 6. Arreglo de vlvula de aislamiento para cabezales y subcabezales 33




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PROCEDIMIENTOS DE DISEO

1 OBJETIVOPresentar procedimientos para la instalacin de vlvulas de alivio.El tema Sistemas de alivio de presin, dentro del rea de Seguridad en el diseode plantas, en el Manual de Diseo de Procesos (MDP), est cubierto por lossiguientes documentos:

PDVSAMDP Descripcin de Documento08SA01 Sistemas de alivio de presin: Principios Bsicos. 08SA02 Sistemas de alivio de presin: Consideraciones de contingencia

y determinacin de los flujos de alivio. 08SA03 Sistemas de alivio de presin: Dispositivos de alivio de presin.

08SA04 Sistemas de alivio de presin: Procedimientos para especificar ydimensionar vlvulas de alivio de presin.

08SA05 Sistemas de alivio de presin: Instalacin de vlvulas de alivio depresin (Este documento).

Este documento, junto con los dems que cubren el tema de Sistemas de aliviode presin, dentro del Manual de Diseo de Procesos (MDP) de PDVSA, son unaactualizacin de la Prctica de Diseo Seguridad en el diseo de plantas,subseccin 15C: Sistemas de alivio de presin, presentada en la versin de Juniode 1986 del MDP.

2 ALCANCECubre los requerimientos para el diseo e instalacin de las tuberas de entraday de salida de las vlvulas de alivio de presin, as como los criterios de seleccinde descargas a la atmsfera o a los sistemas cerrados, y el diseo de sistemascerrados para disposicin de los alivios. Se excluyen los tambores de purga y losmechurrios.

3 REFERENCIASManual de Diseo de Proceso (versin 1986) Vol IX, Subseccin 15C Sistemas de alivio de presin. Vol IX, Subseccin 15D Sistemas de manejo de desechos. Vol IX, Subseccin 15E Mechurrios. Vol IX, Subseccin 15K Manejo de qumicos y productos de alta peligrosidad.




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Manual de Ingeniera de Diseo PDVSAMIDVol. 09 K366 Safety relief protection Systems

Otras Referencias ASMESection VIII, Pressure Vessels, 1992 APIRP520, Part II, 4th edition,Sizing, Selection and Installation of

PressureRelieving Devices in Refineries, Part II: Installation, Diciembre 1994. APIRP521, Guide for PressureRelieving and Depressuring Systems,1990

4 DEFINICIONESVase PDVSAMDP08SA01

5 PROCEDIMIENTOS DE DISEO5.1 Localizacin de vlvulas de alivio de presin

Una vlvula de alivio de presin debera normalmente ser instalada muy cerca delequipo que protege. Cuando se trata de recipientes, la vlvula de alivio de presindebera ser instalada directamente sobre el recipiente (Ver Figura 1). Sin embargo,si los cdigos locales no lo prohiben, est permitido montar la vlvula de alivio depresin sobre la tubera de proceso conectada al recipiente (ver Figura 2), con talque la va de alivio desde el recipiente a la vlvula de alivio de presin est librede obstrucciones y cumpla con los requerimientos que se listan a continuacin.Sobre la misma base tambin est permitido proteger uno o ms recipientes queestn conectados por tuberas por una sola vlvula de alivio de presin (o grupode vlvulas de alivio de presin) montada sobre uno de los recipientes o sobre latubera de interconexin, con tal que: La va de alivio de presin entre cualquier recipiente y la vlvula de alivio de

presin que lo protege debe satisfacer los requerimientos de Diseoespecificados en Evaluacin de rutas de Escape en el Diseo de Alivio dePresin.

La cada de presin entre el recipiente o tubera sobre la cual est montada lavlvula de alivio de presin no debe exceder el valor mximo permitidoespecificado segn el caso.

Cuando una vlvula de alivio de presin se usa en un fraccionador para protegerun tambor de destilado con una entrada sumergida, la vlvula de alivio de presindebe estar localizada en la columna misma y no en la tubera de salida de tope odebe descargar a un sistema cerrado. Esto es con el fin de evitar un alivio delquido en el caso de que la vlvula de alivio de presin descargue bajo condicionesde un incendio en el tambor de destilado.Adicionalmente, las vlvulas de alivio de presin deberan ser instaladas corrienteabajo de estaciones reductoras de presin, placas de orificio, tomas para medicin




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de flujo y otras conexiones como codos, a una distancia suficiente para evitarturbulencia, la cual genera inestabilidad. (Ver Figura 3).

5.2 Posicin de las vlvulas de alivio de presinLas vlvulas de alivio de presin deberan ser instaladas en la posicin vertical. Lainstalacin de vlvulas de alivio de presin, diferentes a la posicin vertical afectasu operacin y debera ser consultado con el fabricante.

5.3 Diseo de la tubera de entrada a vlvulas de alivio de presin5.3.1 Cada de presin de la tubera de entrada

La tubera de entrada, entre el equipo protegido y la conexin de entrada de lavlvula de alivio de presin, debera ser diseada de manera tal que la cada depresin total no exceda 3% de la presin de ajuste de la vlvula. (Ver Figuras 1,2, 3, 4a, 4b, 4c y 5).La cada de presin debera ser calculada usando la mxima capacidad de aliviode la vlvula.En el caso de presiones de ajuste por debajo de 100 kPa manomtricos (14.7psig) la mxima cada de presin a la entrada puede ser aumentada a 5% de lapresin de ajuste (unidades manomtricas). El propsito de este requerimiento,que aplica a ambas vlvulas del tipo convencional y de fuelle, es evitar el golpeteo,como se describe en el documento PDVSAMDP08SA03.

El golpeteo causado por un tamao de tubera de entrada menor que el requerido,puede algunas veces eliminarse en vlvulas de alivio de presin operadas porpiloto, si la conexin de toma de presin de la vlvula piloto se hace directamentedel recipiente que se est protegiendo. Sin embargo, se recomienda que seapliquen las limitaciones de cada de presin anteriores, para evitar la reduccinde capacidad que resultara de prdidas excesivas a la entrada y asegurar laausencia de golpeteo.

5.3.2 Dimensionamiento de la tubera de entradaEl dimetro nominal de la tubera de entrada debe ser igual o mayor que eldimetro nominal de la conexin de entrada de vlvula de alivio de presin.Cuando vlvulas de seguridad mltiples se unen con un mltiple por la entrada,el rea de la seccin transversal de la tubera que conforma el mltiple, debe serigual o mayor que la suma de todas las reas (de seccin transversal) de entradade las vlvulas abiertas al mltiple.

5.3.3 Prevencin del taponamiento en entradas de vlvulas de alivio de presin

1. Debe proveerse calefaccin en las tuberas de entrada de vlvulas de aliviode presin donde pueda ocurrir taponamiento por formacin de hielo,




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acumulacin de cera o congelamiento de lquidos viscosos a temperaturasambientales.

2. Donde pueda ocurrir taponamiento de la tubera de entrada como resultadode formacin de coque, acumulacin de slidos, etc., por corrientes deproceso, debe colocarse una purga continua o una retroinyeccin de unfluido limpio, (por ejemplo vapor de agua) por debajo de la vlvula de aliviode presin. El flujo se controla normalmente mediante un orificio derestriccin dimensionado para proveer un flujo de por lo menos 1.5 m/s (0.5pie/s) en la lnea de entrada. En el caso particular de vlvulas de alivio depresin para reactores de craqueo cataltico, la experiencia ha demostradoque las lneas de entrada pueden mantenerse libres de taponamiento porcatalizador y coque si se proveen de un codo de extensin interno dentro delreactor, orientado horizontalmente hacia la lnea central del reactor.Cualquier conexin interna debe ser de igual o mayor dimetro que el de laentrada de la vlvula de alivio de presin. Esto es adicional a la purga convapor de agua.

5.3.4 Vlvulas de aislamientoSe puede incluir una vlvula de bloque con dispositivo para bloqueo en posicinabierta (CSO) en la tubera de entrada a una vlvula de alivio de presin, si serequiere para propsitos de aislamiento y si est permitido por cdigos locales.Para mayores detalles vase puntos 5.6.7 y 5.7.3 de este procedimiento, eldocumento PDVSA08SA02 y el Manual de Ingeniera de Diseo SafetyRelief Protection Systems. (K366, punto 8.4.4)

5.4 Seleccin de descarga atmosfrica o cerrada para vlvulas de aliviode presin

Las vas de descarga de las vlvulas de alivio de presin a la atmsfera o a unsistema cerrado se determina de acuerdo con los siguientes criterios:

5.4.1 Criterios para descargar vlvulas de alivio de presin a sistemas cerradosSe requiere la descarga de vlvulas de alivio de presin a sistemas cerrados paralas siguientes categoras de servicio:1. Vlvulas de alivio de presin que manejan materiales que son lquidos o

parcialmente lquidos en la entrada a la vlvula. Se hace una excepcin aesto para ciertas vlvulas de alivio por expansin trmica .

2. Vlvulas de alivio de presin normalmente en servicio para vapores, peroque bajo cualquier contingencia sencilla pueden descargar lquidoscorrosivos, inflamables o peligrosos.

3. Vlvulas de alivio de presin localizadas en el espacio para vapores derecipientes parcialmente llenos de lquido y que podran llenarse




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rpidamente con lquido durante un descontrol de la planta. Esta categoraincluye columnas, tambores de destilado, tambores de expansin enrefrigeracin, o cualquier otro recipiente en que el tiempo de retencin delquido por encima de la alarma de alto nivel es menor de 15 minutos, basadoen el flujo de entrada de lquido de diseo y el cese del flujo de salida delquido. Una excepcin puede ser un sistema de circuito cerrado derefrigeracin donde el inventario es tan pequeo que descarta elsobrellenado.

4. Vlvulas de alivio de presin que manejan vapores txicos o corrosivos quese condensan a las condiciones del ambiente, por ejemplo fenol.

5. Vlvulas de alivio de presin en servicio para vapores txicos en que ladescarga a la atmsfera resultara en una concentracin calculada en la lneade demarcacin del sitio o en cualquier rea de trabajo (a nivel del suelo ode una plataforma elevada), que excede el Valor Lmite dentro del Area(TLV).

6. Alivios de vapores inflamables, que si son descargados a la atmsferaresultaran, en caso de una ignicin inadvertida, en densidades de calorradiante por encima de los niveles de exposicin permitidos para el personal. Este nivel mximo est establecido en 9.46 kW/m2 (3000 BTU/hpie2)a nivel de plataformas cercanas a la cual el personal puede tener acceso, ytienen suficientes vas de escape para abandonar el lugar en unos ochosegundos; si se necesita ejecutar acciones de emergencia en dichasplataformas cercanas, la radiacin no deber exceder de 6.31 kW/m2 (2000BTU/hpie2) y el personal podr dejar el lugar en un minuto o menos. Todoesto supone que no hay proteccin fsica contra la radiacin trmica. En elcaso que se tenga algn tipo de proteccin (vestimenta apropiada, pantallas,etc.), los valores de radiacin pueden ser mayores.El clculo para la densidad de calor por radiacin sigue el procedimientodetallado para mechurrios en los procedimientos de clculos presentados enel documento PDVSAMDP (Pendiente) (Consultar MDP versin 1986,Seccin 15E), con la excepcin de que se usen valores menores para F, lafraccin de calor emanado que se irradia, por las velocidades de salidaasociadas con descargas de vlvulas de alivio de presin, que generalmenteson ms altas.

F para Alivios deVlvulas de Alivio de Presin

Hidrgeno, metano 0.1Etano e hidrocarburos ms pesados 0.25

7. Las vlvulas de alivio de presin que no entran dentro de las categorasanteriores pero que seran contribuyentes significativos a la contaminacin




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atmosfrica. Tales alivios no deben ser normalmente usados paradimensionar un sistema cerrado, pero deben combinarse tomndolos encuenta hasta el lmite de su capacidad. El orden de preferencia para sucombinacin es (1) vapores malolientes, (2) hidrocarburos no saturados, (3)hidrocarburos saturados. Si los requerimientos locales no permiten talesdescargas atmosfricas, ser necesario incluir esos alivios, cuando sedetermina el tamao del sistema cerrado.

8. Vlvulas de alivio de presin en sitios donde la descarga atmosfrica espermitida, pero la conexin a un cabezal cerrado es menos costosa que unalnea de descarga atmosfrica a una localizacin aceptable.

5.4.2 Criterios para la descarga de vlvulas de alivio de presin a la atmsferaLas vlvulas de alivio de presin pueden descargarse a la atmsfera si sesatisfacen las siguientes condiciones:1. El fluido manejado debe ser totalmente vapor a la entrada de la vlvula.2. La vlvula no debe caer en ninguna de las categoras listadas bajo Criterios

para Vlvulas de Alivio de Presin a Sistemas Cerrados3. Se cumplen las regulaciones locales con respecto a alivios atmosfricos.

5.4.3 Vas de descarga para vlvulas mltiplesAlgunos equipos que operan en dos modos, tales como reactores que sonregenerados peridicamente, requieren proteccin separada con vlvulas dealivio de presin para cada servicio. Son necesarias precauciones especiales encasos en que la vlvula de alivio de presin en servicio normal descarguehidrocarburos y la vlvula para el ciclo de regeneracin descargue aire. En laeventualidad de que ambas vlvulas descarguen a la atmsfera debe ponerse unaviso de advertencia cerca de las vlvulas de alivio de presin y explicarclaramente los procedimientos apropiados en las instrucciones operacionales. Sila vlvula de alivio de presin para servicio de hidrocarburos descarga a unsistema cerrado deben proveerse conexiones tales que solamente un sistema dealivio de presin pueda estar en servicio al mismo tiempo, y el aire procedente delciclo de regeneracin se mantenga alejado del sistema cerrado. En adicin debenproveerse letreros de advertencia apropiados e instrucciones adecuadas.

5.5 Aplicacin de los criterios para dirigir la descarga de vlvulas dealivio de presin

A continuacin se describe la aplicacin de los criterios para dirigir la descarga delas vlvulas de alivio de presin en varias instalaciones tpicas de planta.1. Columna de fraccionamiento

Una vlvula de alivio de presin en una columna de fraccionamiento enservicio para hidrocarburos es tpicamente descargada a la atmsfera, con




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tal que se cumplan los tres criterios que se acaban de exponer. Aunque lalocalizacin de la vlvula de alivio de presin en el tope de la columna o enla lnea de salida de vapores del tope est normalmente expuesta amateriales en fase de vapor de modo que es aceptable la descarga a laatmsfera, cierta cantidad de lquido puede ser arrastrada con los vaporesque salen del tope bajo ciertas condiciones de descontrol tal comoinundacin de la columna o flujo invertido desde el tambor de destilado. Sinembargo, la sobrepresin conjuntamente con el arrastre de lquido seconsidera una doble contingencia, la cual no se toma en cuenta parapropsitos de diseo, excepto en el caso de vlvulas de alivio de presinlocalizadas en la zona de vapores de recipientes parcialmente llenos delquido.Aun cuando el alivio de tope de una columna sea todo vapor en la entradaa la vlvula de alivio de presin, la posibilidad de condensacin de vaporesde alto peso molecular despus del alivio puede ser otra materia que requiereconsideracin. Algunos asumen que ocurrir extensa condensacin en elaire si la temperatura atmosfrica ms baja est por debajo de la temperaturade condensacin de los vapores de hidrocarburos aliviados. Sin embargo, nonecesariamente ocurre esto. A medida que los vapores se despresionan atravs de la vlvula de alivio de presin, se sobrecalientan, lo cual minimizalas tendencias a condensar en la zona rica cerca del punto de alivio. Msadelante, corriente abajo, los vapores de hidrocarburos se enfran almezclarse con aire. Este enfriamiento y dilucin con aire reduce la presinde vapor de los hidrocarburos y a menudo resulta en que el punto de rocode los hidrocarburos permanece por debajo de la temperatura real de losvapores, evitando as la condensacin. Existen clculos que indican quepocos alivios de vlvulas de alivio de presin en refineras se condensan,independientemente de su peso molecular.La tendencia es mxima, sin embargo, donde las presiones son cercanas ala atmosfrica y el sobrecalentamiento relativo a la atmsfera es mnimo. Lascolumnas de destilacin atmosfrica y los fraccionadores de unidades decraqueo cataltico tienden a entrar en esta categora. Como se expone en laAPI RP 521, algunos operadores consideran que es grande la probabilidadde que la condensacin calculada coalezca en gotitas que gravitan (comouna lluvia) cuando la presin parcial de los condensables en el punto de rocoexcede 1/3 de la atmosfrica. Con este factor y la proteccin del ambienteen algunas plantas han desviado tales alivios a un sistema cerrado. Sinembargo, generalmente esto no ha sido de mucha preocupacin y talesalivios han sido tratados como si fueran todo vapor.

2. Bombas y hornosNo es siempre necesario que una vlvula de alivio de presin que debedescargar a un sistema cerrado debe tambin ser conectada a un cabezal




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de mechurrio. Por ejemplo, vlvulas de alivio de presin en hornosfrecuentemente descargan a un recipiente corriente abajo del horno yvlvulas de alivio de presin en bombas normalmente descargan a la succinde la bomba o al recipiente de succin de la bomba.Cuando las variaciones de presin en la succin de la bomba pueden resultaren sobrepresin en el lado de descarga, la vlvula de alivio de presin debedescargar a algn lugar seguro que no sea la succin.Como una alternativa podra usarse una vlvula de fuelle balanceado puestoque no es afectada por una contrapresin superimpuesta variable. (Vaseel documento PDVSAMDP08SA03)

3. Vlvulas de alivio de expansin trmicaVase el documento PDVSAMDP08SA01 la seccin correspondientea Sobrepresin causada por expansin trmica

4. Calderas de recuperacin de calor de desechoUna vlvula de alivio de presin instalada en la carcaza de generacin deintercambio de una caldera de recuperacin de calor de desecho (adiferencia de la instalacin en un tambor de vapor de agua), en la mayorade los diseos descarga una mezcla de agua y vapor. Esta mezcla no puededescargarse con seguridad a la atmsfera, ni en el suelo, ni en un lugarelevado, y por lo tanto debe proveerse un medio para separar el vapor y elagua, tal como un tambor para recoleccin de agua, para permitir as ladisposicin de las dos fases con seguridad.

5. Intercambiadores de calor y condensadoresLas vlvulas de alivio de presin instaladas en intercambiadores de calor ycondensadores para proteccin contra la rotura de un tubo deben descargara un sistema cerrado, cuando pueda haber descarga de lquido.

5.6 Diseo de la tubera de salida de vlvulas de alivio de presindescarga atmosfrica

La tubera de salida de las vlvulas de alivio de presin que descargan a laatmsfera debe ser diseada de acuerdo con lo siguiente:

5.6.1 Requerimientos1. Deben satisfacerse los criterios sealados en el punto 5.4 de este volumen2. Deben cumplirse las limitaciones de contrapresin acumulada definidas en

el documento PDVSAMDP08SA03.

5.6.2 Ignicin de los alivios de las vlvulas de alivio de presinSi se descargan vapores por encima de su temperatura de autoignicin, deberconectarse una lnea de (1 nominal) vapor de extincin que pueda serremotamente operada. Considerar adems lo siguiente:




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1. Para conexiones para vapor de extincin, debe usarse una temperatura de315C (600F) como criterio de temperatura de autoignicin para corrientesde hidrocarburos tpicas.

2. Para la inclusin de una conexin para vapor de extincin, estacaractersticas debe tambin proveerse para todas las vlvulas de alivio depresin en servicio para hidrgeno y metano que descarguen a la atmsfera.

3. Todas las tuberas verticales de vlvulas de alivio de presin en servicio parahidrgeno y metano, deben ser provistas de un anillo toroidal (Figura 1) parareducir la probabilidad de ignicin por descargas electrostticas.

5.6.3 Elevacin de la tubera vertical de descargaCuando una vlvula de alivio de presin, en servicio para vapores inflamables estmontada en el tope de un recipiente debe incluirse lo siguiente:1. La tubera debe descargar verticalmente hacia arriba.2. El extremo de la tubera debe estar por lo menos 2 m (6 pies) por encima de

cualquier parte del recipiente o su tubera que sale del tope, para evitar elchoque de la descarga con los equipos.

3. El extremo de la tubera vertical debe estar por lo menos 3 m (10 pies) porencima de la estructura accesible ms alta en un radio de 8 m (26 pies).

4. La colocacin debe tambin considerar los niveles de disipacin de calor porradiacin, en caso de que se encienda el alivio de la vlvula de alivio depresin. Referirse al Punto 5.3 Seleccin de Descarga Atmosfrica oCerrada para Vlvulas de Alivio de Presin.

5.6.4 Restricciones en la tuberaNo se permiten restricciones en la tubera de salida tales como vlvulas deretencin, supresores de llama, placas de orificio, etc.

5.6.5 Dimensionamiento de la tubera de salidaLa tubera de salida se dimensiona de acuerdo con consideraciones de dimetromnimo y velocidades de salida, como sigue:1. El dimetro de la lnea de descarga debe ser por lo menos igual al dimetro

de la brida de salida de la vlvula de alivio de presin.2. La tubera vertical de la vlvula de alivio de presin debe ser dimensionada

para una velocidad mxima de salida, con el alivio en contingencia de diseo,del 75% de la velocidad snica; esto es con el fin de limitar los problemas deruido y evitar un flujo estrangulado. Si es necesario instalar una seccin dela tubera vertical de mayor dimetro para limitar la mxima velocidad desalida, su longitud debe ser por lo menos equivalente a 10 dimetros de latubera de mayor dimetro.




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3. Las tuberas verticales de vlvulas de alivio de presin deben ser tambindimensionadas de modo que las velocidades de salida sean al menos 150m/s (500 pies/s) para el mximo flujo de alivio, y por lo menos 30 m/s (98pies/s) para el mnimo flujo de alivio. En base a trabajos experimentales yexperiencias en la planta, esta velocidad mnima, en conjuncin con losrequerimientos de elevacin ha probado asegurar una dispersin efectiva.La retencin de aire y la dilucin resultan en una zona de inflamacinlimitada, con una probabilidad despreciables de que esta zona alcancecualquier equipo que pudiera constituir una fuente de ignicin.Para satisfacer los criterios de velocidad mnima de salida debenconsiderarse las contingencias de sobrepresin que resulten en flujos dealivio menores que los de la contingencia de diseo. Al considerar lavelocidad de salida es importante asegurarse de que no se exceden loslmites de contrapresin acumulada. En algunos casos este factor, enconjuncin con consideraciones de golpeteo de la vlvula de alivio de presina bajos flujos de alivio, justificaran la instalacin de dos vlvulas de alivio depresin con puntos de ajuste escalonados como se describi en la Parte IIde los Procedimientos de Diseo.

5.6.6 Temperatura de diseo de la tubera de salidaLa temperatura de diseo para tubera de salida de vlvula de alivio de presin quedescargan a la atmsfera, es normalmente la del ambiente. Sin embargo, debeexaminarse si ocurre autorefrigeracin y si hay necesidad de materialesresistentes a fractura por fragilidad, y adems examinar las fuerzas por expansintrmica, en el caso de que la tubera de alivio sea excepcionalmente larga.

5.6.7 Vlvulas de alivio de presin mltiples que descargan a una tubera verticalsencillaDonde dos o ms vlvulas de alivio de presin se conectan por un mltiple a unatubera vertical sencilla que descarga a la atmsfera, los siguientes requerimientosadicionales son aplicables:

1. Vlvulas de aislamientoDeben proveerse vlvulas de aislamiento en las lneas individuales de salidade las vlvulas de alivio de presin de acuerdo con los requerimientos delManual de Ingeniera de Diseo Safety Relief Protection Systems, parapermitir la remocin con seguridad de una vlvula de alivio de presin, parasu mantenimiento, durante la operacin de la planta.

2. ContrapresinEl sistema combinado de descarga atmosfrica debe disearse parasatisfacer las limitaciones de contrapresin superimpuesta.




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3. Falla por fatigaEl sistema combinado de cabezal de descarga debe disearse de acuerdocon las mismas consideraciones de falla potencial de la tubera por fatiga,como se describe ms adelante para sistemas de descarga cerrados.

4. Velocidad de SalidaLa velocidad de salida desde la tubera de salida combinada debe cumplir losmismos requerimientos de velocidad mxima y mnima definidos parainstalaciones sencillas de vlvula de alivio de presin como se describiantes bajo Dimensionamiento de la Tubera de Salida. La velocidadmxima debe basarse en el alivio ms grande por contingencia sencilla delgrupo de vlvulas de alivio de presin combinadas en el mismo mltiple. Lavelocidad mnima debe basarse sobre el alivio ms pequeo porcontingencia sencilla desde una vlvula de alivio de presin del grupo. Estopuede requerir ms de una tubera vertical de salida, si se instalan vlvulasmltiples de alivio de presin.

5.7 Diseo de sistemas cerrados para vlvulas de alivio de presinLos sistemas cerrados para alivios de vlvulas de alivio de presin se disean deacuerdo con lo siguiente:

5.7.1 Vas de escape en los sistemas cerrados1. Sistema de mechurrio convencional

La mayora de las descargas de vlvulas de alivio de presin que deben serdirigidas a un sistema cerrado son combinadas en un mltiple de tubera yalineadas a un tambor de purga convencional y luego a un sistema demechurrio. El tambor de purga sirve para separar el lquido de los vaporesde modo que la porcin de vapores pueda ser quemada con seguridad enel mechurrio y la porcin de lquido bombeada a instalaciones para sudisposicin. El tambor de purga puede ser del tipo para materialescondensables o no condensables dependiendo de las caractersticas de lascorrientes que entran al sistema. Los criterios de seleccin as como la basede diseo para cada tipo de tambor de purga se detallan en el documentoPDVSA MDP (Pendiente) (Consultar MDP versin 1986, Seccin 15D). Eldiseo del mechurrio incluyendo tambores de sello y otros medios deproteccin contra el retroceso de la llama se describe en el documentoPDVSA MDP (Pendiente) (Consultar MDP versin 1986, Seccin 15E).Adems del manejo de alivios de vlvulas de alivio de presin, el cabezal delmechurrio se usa tambin para dirigir otros alivios de emergencia al tamborde purga. Estos incluyen separadores de gas combustible, de compresoresy absorbedores.




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2. A la atmsfera a travs de un tambor de purga para condensables

Los alivios que pueden ser condensados totalmente pueden ser dirigidos aun tambor de purga para condensables, el cual puede ser venteado a laatmsfera si se cumplen los criterios expuestos en el documento PDVSAMDP (Pendiente) (Consultar MDP versin 1986, Seccin 15D).

3. Sistemas de mechurrio segregados para H2S

Los alivios continuos de sulfuro de hidrgeno concentrado (mayor que 0.5m3/m3) (como se define en el documento PDVSA MDP (Pendiente)(Consultar MDP versin 1986, Seccin 15K)), se dirigen normalmente a unsistema de mechurrio segregado para H2S, que se describe en el documentoPDVSA MDP (Pendiente) (Consultar MDP versin 1986, Seccin 15E), a finde limitar la extensin de los problemas de ensuciamiento y obstrucciones.Los alivios intermitentes de H2S concentrado (mayor que 0.5 m3/m3 (0.5pie3/pie3)), (es decir, alivios que duran hasta 30 minutos, por ejemplomientras descarga una vlvula de seguridad) deberan preferiblemente serdirigidos a un sistema de mechurrio especial para H2S si est disponible; sino a un sistema de mechurrio regular. El sistema segregado tiene la intencinde evitar un sistema de alivio sucio y obstruido para las vlvulas de alivio depresin.

Los cabezales de mechurrios de H2S deben ser construidos con provisinpara su aislamiento, lavado y desmantelamiento para su limpieza. Debereconocerse la necesidad de una limpieza peridica del cabezal delmechurrio de H2S y por tanto debe proveerse una direccin de va alternapara alivios de H2S para tales ocasiones, si no puede tolerarse una paradade las fuentes de H2S.

4. Otros sistemas cerrados y segregados para servicios especiales

Sistemas cerrados especiales se proveen tambin para alivios de vlvulasde alivio de presin, en ciertos servicios en que resultaran problemasoperacionales o peligros por su descarga a travs de un cabezal demechurrio regular. Tales servicios incluyen materiales severamente txicos,corrosivos, contaminantes o costosos. Los siguientes son ejemplos de lasinstalaciones especiales que se requieren:

a. Un cabezal y tanque de purga segregados para vlvulas de alivio depresin que descargan fenol, metiletil cetona (MEK) o dimetilo deformamida (DMF) en procesos que usan estos materiales comosolventes. Referirse al documento PDVSA MDP (Pendiente) (ConsultarMDP versin 1986, Seccin 15D) para ms detalles.




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b. Un sistema de cabezal y tambor de purga segregados (que se venteaa un cabezal de mechurrio regular), para vlvulas de alivio de presinque descargan materiales corrosivos, tales como cidos o extractos decidos en procesos tales como los de alquilacin o extraccin deisobutileno.

c. Secciones segregadas del cabezal del mechurrio para evitar la mezclade vapores que reaccionaran qumicamente causando la deposicinde slidos. Por ejemplo, amonaco debe ser separado de H2S o CO2para evitar el taponamiento del cabezal por sulfuro de amonio ocarbonato de amonio. En algunas situaciones el calentamiento de lalnea del mechurrio puede evitar la reaccin y formacin de depsitosslidos.

5.7.2 Dimensionamiento de sistemas de mechurrio y otros sistemas de aliviocerradosEn lo que sigue se describen los factores que afectan el dimensionamiento desistemas de alivio cerrados. Los mismos principios aplican al dimensionamientode otros sistemas de alivio cerrados, por ejemplo, alivios de vlvula de alivio depresin que son combinadas en un mltiple a un evento atmosfrico.1. Consideracin de todos los alivios a travs del sistema

Deben considerarse todos los alivios combinados en el sistema cerrado.Adems de las descargas de vlvulas de alivio de presin, stos puedenincluir drenajes de tambores separadores de compresores de gascombustible y de absorbedores, vapores venteados de tambores deseparacin de agua, corrientes de alimentacin desviadas, drenajescerrados procedentes de equipos, evacuaciones de vapores y de lquido.

2. Flujo mximo a manejarseEl sistema de mechurrio debe ser dimensionado para manejar el mayor flujototal precedente de cualquiera de las fuentes conectadas al mismo yresultante de cualquier contingencia sencilla. Puesto que el sistema delmechurrio consiste de varios cabezales colectores, ramas laterales,tambores de purga y separacin, etc., este principio debe aplicarse a todaslas partes del sistema, o sea, cada parte del sistema debe estar capacitadopara manejar el flujo mximo por cualquier contingencia que pueda ocurriren esa seccin del cabezal. (Cualquier carga continua, tal como quemaexcesiva de gas por el mechurrio, es adicional a la contingencia ms grande).Las bases de diseo para contingencias con el propsito de evaluar los flujosde alivio a sistema del mechurrio se definen en:a. Flujos de descarga de vlvulas de alivio de presin

(PDVSAMDP08SA02).




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b. Flujos de alivio de vapores evacuados, Manual de Ingeniera deRiesgos Sistemas de paradas de emergencia, bloqueo,despresurizacin y venteo (PDVSAIRP01).

c. Alivio de vapores de tambores de separacin de agua (PDVSAMDP(Pendiente) (Consultar MDP versin 1986, Seccin 15D)).

d. Flujos de corrientes de alimentacin desviadas (PDVSAMDP(Pendiente) (Consultar MDP versin 1986, Seccin 15E)).

3. Presin disponible y cadas de presin de los equipos a travs delsistema del mechurrioLa cada de presin a travs del sistema del mechurrio est compuesta decadas de presin parciales a travs de los siguientes equipos:a. Lneas laterales de descarga desde vlvulas de alivio de presin.b. Cabezales de vlvulas de seguridad.

c. Tambor de purga.

d. Cabezal del mechurrio.

e. Sello del mechurrio (determinada por la inmersin del tubo de sello).f. Chimenea del mechurrio.

g. Boquilla del mechurrioCon las cadas de presin a travs de la boquilla del mechurrio, del sello delmechurrio y la elevacin del mechurrio fijos (de acuerdo con los Procedimientosde Diseo de PDVSAMDP (Pendiente) (Consultar MDP versin 1986, Seccin15E)), la chimenea del mechurrio, los cabezales y las lneas laterales sedimensionan para el alivio ms grande, cuidado de no exceder la mxima presinoperacional permitida de los tambores de purga y de los tambores de separacinde agua asociados. Estas mximas presiones operacionales permitidas seexplican en el documento PDVSAMDP (Pendiente) (Consultar MDP versin1986, Seccin 15D) y a su vez son determinadas por:a. Contrapresin mxima permitida sobre las vlvulas de alivio de presin, que

es una funcin de la presin de ajuste, tipo de vlvula y de la contingenciams grande.

b. Contrapresin mxima permitida sobre corrientes de desvo de vapores quepermitir el alivio del flujo de diseo de los equipos.

c. Contrapresin mxima permitida sobre corrientes de agua de los equiposque permitir el alivio del flujo de diseo de los equipos.




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El diseo completo de la capacidad del sistema del mechurrio consiste en undimensionamiento apropiado de las tuberas laterales, cabezales y columna delmechurrio para satisfacer los criterios anteriormente expuestos, usando losprocedimientos de clculo presentados en el Apndice E (Design of ReliefManifolds), del API RP 521. En algunos casos el diseo puede ser optimado conel uso de vlvulas de alivio de presin balanceadas (usualmente del tipo confuelles), las cuales pueden tolerar contrapresiones ms altas que las del tipoconvencional.

5.7.3 Diseo de un sistema de alivio cerrado1. Direccin de la salida del cabezal del mechurrio a travs del rea de

procesosLa direccin de la salida de los cabezales de mechurrio a travs de las reasde procesos debe ser tal que se eviten colocaciones con un riesgo deincendio particularmente alto, tales como sobre bombas, hornos, etc. Loscabezales y subcabezales deben ser tambin dispuestos y provistos convlvulas de aislamiento del tipo CSO (trabadas para permanecer abiertas)y discos ciegos del tipo anteojo, a menos que sea prohibido por cdigoslocales (Ver Figura 6). El objetivo es que no sea necesario que lneas delmechurrio permanezcan en servicio en unidades que se paranseparadamente. Los tambores de purga y tambores de agua deben serespaciados y distanciados en reas de proceso como lo requiere el Manualde Ingeniera de Riesgos.

2. Tubera de salida de vlvulas de alivio de presinLa tubera de salida de vlvulas de alivio de presin debe ser por lo menosde igual tamao al de la brida de salida de la vlvula.

3. Drenaje de lquidos desde un sistema de alivio cerradoLa acumulacin de lquidos en sistemas de alivios cerrados puede imponeruna contrapresin apreciable y reducir la capacidad de alivio. Deben incluirselas siguientes caractersticas de diseo para evitar estos problemas:a. Las vlvulas de alivio de presin deben instalarse a un nivel por encima

del cabezal de modo que la tubera de salida drene dentro del cabezal.En casos excepcionales, est permitida la localizacin a un nivel pordebajo del cabezal, de un drenaje especial para la tubera de salida.

b. Los cabezales cerrados deben inclinarse continuamente hacia abajoen direccin al tambor de purga desde todos los puntos en que lesentran tuberas laterales, desde vlvulas de alivio de presin u otrosalivios. Los cabezales de mechurrio deben inclinarse continuamentehacia abajo desde el tambor de sello del mechurrio hacia atrs, hastael tambor de purga. La inclinacin requerida es de 0.2%.




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c. No debe haber puntos bajos, ni otras trampas de lquidos donde puedaacumularse lquido en sistemas de alivio cerrados.

d. Deben proveerse trazas de vapor a las tuberas de salida de vlvula dealivio de presin y tambin a los cabezales donde puedan ocurrirdeposiciones de cera, hielo o congelamiento de lquidos viscosos.

4. Expansin trmica en el cabezal del mechurrioPueden usarse juntas de expansin del tipo deslizante como una alternativaa los lazos de expansin en la tubera, si se requieren, para obtener unareduccin de la cada de presin o donde las juntas de expansin puedenresultar en acumulacin del lquido, pero sujeto a las siguientes condiciones:a. Estn permitidas solamente en reas con bajo riesgo de incendio, tales

como en sitios fuera del rea de procesos de la planta, por lo menos a4,5 m (15 pie) de carreteras y a 15 m (50 pie) de fuentes continuas deignicin tales como hornos .

b. No deben usarse en cabezales de mechurrio segregados para H2S oservicios similares, debido a la toxicidad del fluido en caso de queocurra un escape.

c. El lquido o vapores no son corrosivos para las superficies de contacto.d. El sistema en el cual estn instaladas opera por debajo de 345 kPa

man. (50 psig) (especificar 345 kPa man. (50 psig), presin mnima dediseo)

e. El lmite mximo de temperatura en de 400C (752F) y un mnimo de10C (50F) para servicio intermitente, puesto que la formacin de hielopuede causar que la junta se pegue.

Si se especifica una junta deslizante la especificacin de diseo debe incluirtambin las siguientes notas:

f. Proveer guas y anclajes para eliminar momentos en la tubera yabsorber fuerzas extremas sobre las juntas.

g. Las partes cilndricas deslizantes de la junta deben ser de aceroinoxidable 188

h. La junta debe ser guiada internamente para mantener la alineacinaxial.

i. La junta debe tener 6 tornillos de empacadura con anillo tipo yprovisiones para inyeccin de un lubricante no combustible. El materialde la empacadura debe ser de un material adecuado (asbesto no estpermitido por ser cancergeno) para 400C (752F) y debe ser por lomenos de 13 mm (1/2 pulg.). La empacadura impregnada con tefln noes aceptable.




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j. La junta debe ser protegida con tensores limitantes parea evitar lasobreexpansin o compresin.

k. La identificacin de la junta debe incluir presin y temperatura dediseo, rango de temperatura, ajuste ambiental, rango de movimientomximo para comprensin y extensin.

5. Temperatura de diseo para sistemas de alivio cerradosLa temperatura de diseo de todas las tuberas, cabezales, tambores depurga, etc. en un sistema de alivio cerrado, debe considerar las condicionesreales ms extremas asociadas con cualquier contingencia sencilla. Laaplicacin de esta base de diseo incluye las siguientes interpretaciones:a. Deben tomar en cuenta las bajas temperaturas que puedan resultar por

autorefrigeracin o expansin cuando los fluidos de proceso sedescargan a travs de vlvulas de alivio de presin.

b. Puede concederse crdito por una cada de temperatura por expansinen el caso de alivios calientes y tambin por enfriamiento atmosfricosdel cabezal, si estos pueden calcularse realsticamente.

c. Los extremos de temperatura de descarga usados para el diseo desistemas de alivios de presin se basan en contingencias de fallasoperacionales. As, la mxima temperatura de diseo para propsitosde seleccin de materiales para vlvulas de alivio de presin y tuberas,se toma como la mxima temperatura de diseo del recipienteprotegido, con un crdito por la cada de presin como se describianteriormente. Sin embargo, en contingencias de exposicin a unincendio externo, estas temperaturas pueden ser excedidas por latemperatura del fluido de proceso (por ejemplo, en el caso de lquidosque hierven a alta temperatura) o por la temperatura de la superficie deequipos (como resultado de exposicin a un incendio); pero con ciertasexcepciones, estas temperaturas de contingencia de incendio no seusan para el diseo de sistemas de alivio de presin. Estasexcepciones son: El punto de ebullicin del fluido a la presin de alivio se usa para

dimensionar el orificio de una vlvula de alivio de presin para lacontingencia de incendio como se describe en el volumenPDVSAMDP08SA04.

La temperatura de alivio ms fra o ms caliente que resulte decondiciones del ambiente, falla operacional o contingencia deincendio, se usa para el propsito de disear para expansintrmica en el sistema completo de tuberas y cabezales. Puedeconcederse un crdito por elevacin o cada de temperatura en elsistema, como se describi anteriormente.




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d. El diseo de sistemas de alivio cerrados para bajas temperaturas debetomar en consideracin los siguientes factores: Los materiales de construccin deben ser adecuados para

soportar la temperatura mas baja posible que pueda ocurrir enservicio.

Debe darse un margen por la contraccin trmica de la tubera,basado en la temperatura de servicio ms baja posible.

Debe considerarse que los cabezales de vlvula de seguridad y delmechurrio estn sujetos a intenso enfriamiento, si pueden estarexpuestos a lquidos fros aliviados dentro del sistema. Esto incluyecabezales de mechurrio que reciben de tambores de purga dentrode los cuales se descargan lquidos fros. Donde se combinentuberas laterales de materiales diferentes, el material del cabezalde menor temperatura se usa para el resto de la lnea combinaday se extiende tambin hacia atrs en otras lneas hasta 6 m (20 pie).

Un calentador en lnea en la salida de vapores de un tambor depurga es un medio permitido de proteger el cabezal y el mechurrio,aguas abajo, contra bajas temperaturas que puedan resultar dealivios de vapores fros o por la exposicin al clima de los lquidosfros en el tambor. Normalmente, el calentador en lnea consiste deuna seccin con chaqueta de vapor de agua sobre el cabezal conun suministro de vapor continuo y adems con una alarmaindependiente de baja temperatura. El diseo debe tambinproveer un medio efectivo para el retiro de condensado, para evitarla prdida de transferencia de calor y posible formacin de hielo.Diseos aceptables incluyen un tubo de sello baromtrico (dondela presin del vapor de agua es lo suficientemente baja) o untambor de vapor de agua con una retencin de 15 minutos entre unalto nivel normal y un alto nivel de emergencia, con un sistema dedescarga independiente. Es importante que no aparezcacondensado en ningn momento en el calentador en lnea. Sinembargo, los calentadores de lneas al mechurrio no estnpermitidos en lneas sujetas a choque por enfriamiento intenso,causado por el lquido, y donde la posibilidad de una falla delcalentador pueda resultar en fractura por fragilidad.

Los diseos de sistemas de mechurrio deben tambin incluirmedios para evitar la congelacin de agua de sello en el tambor desello del mechurrio, si los vapores que entran pueden estar pordebajo de 0C (32F), como se describe en el documentoPDVSAMDP (Pendiente) (Consultar MDP versin 1986, Seccin15E).




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6. Vlvulas de aislamiento para sistemas de alivios de presinLas vlvulas de bloqueo para propsitos de aislamiento pueden usarse paraaislar un aparato de alivio de presin del equipo que protege o de su sistemade disposicin aguas abajo. Puesto que el uso impropio de dichas vlvulaspuede hacer inoperativo el aparato de alivio de presin, el diseo, instalaciny manejo de estas vlvulas de aislamiento debe evaluarse cuidadosamente,para asegurar que la seguridad de la planta no se ha comprometido.Si un aparato de alivio de presin tiene un historial de servicio con fugas,taponamientos y otros problemas severos que afecten su desempeo, debeproveerse aislamiento y respaldo (duplicacin) del aparato de alivio. Estaestrategia de diseo permite que el aparato de alivio de presin seainspeccionado, mantenido o reparado sin parar la unidad de proceso. Sinembargo, hay peligros potenciales asociados con el uso de vlvulas deasilamiento. La legislacin local puede tener otros requisitos.Todas las vlvulas de aislamiento en tuberas de alivio de presin deberncumplir con los siguientes requisitos (ver Figuras 4a , 4b y 4c ):a. Las vlvulas sern de hueco completo (abertura del tamao de la

tubera donde est).b. Las vlvulas sern apropiadas para la clasificacin de servicio de la

tubera donde estn.c. Las vlvulas tendrn la capacidad de ser trancadas, abiertas o CSO.d. Cuando se usen vlvulas de compuerta, se instalarn con el vstago

orientado horizontalmente o si esto no es factible, con el vstagoorientado hacia abajo a un mximo de 45 desde la horizontal, paraevitar que la compuerta caiga y cierre el flujo.

e. Considrese pintar las vlvulas de aislamiento con un color especial oproveer otra identificacin.

f. Cuando se instalen vlvulas de asilamiento en tuberas de descarga devlvulas de alivio (PRV), se proveern medios para preveniracumulacin de presin entre la PRV y la vlvula de aislamiento (porejemplo, una vlvula de purga o venteo).

g. Considrese la instalacin de un aparato adicional de alivio de presin,de tal manera que se tenga un 100% de capacidad disponible de aliviomientras que cualquier aparato de alivio est fuera de servicio.

h. Considrese almacenar la vlvula de alivio extra hasta que se necesite,para preservar su integridad y permitir su prueba en los bancos deinstrumentos justo antes de su instalacin.

i. Cuando se provean aparatos de alivio de respaldo, un enclavamientodeber proveerse, el cual fije las secuencias apropiadas de apertura y




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cierre de las vlvulas de aislamiento, para asegurar que la proteccincontra sobrepresin del recipiente no se ha comprometido.Tpicamente, las vlvulas de aislamiento de la entrada de los aparatosde respaldo de alivio de presin estn cerradas.

j. Vlvulas de aislamiento de tres vas son aceptables, siempre y cuandola instalacin cumpla con los requisitos de tamao y de cada depresin.

Las colocaciones particulares donde se permiten tales vlvulas del tipoCSO son:a. Entradas de vlvulas de alivio de presin donde se requiere el

aislamiento de la vlvula de alivio de presin para mantenimiento enoperacin, sujeto al cumplimiento de cdigos locales.

b. Salidas de vlvulas de alivio de presin que estn combinadas en unmltiple a un sistema cerrado o a un venteo atmosfrico combinado,donde se requiere el aislamiento de la vlvula de alivio de presin paramantenimiento en operacin, sujeto al cumplimiento de cdigoslocales.

c. Un cabezal de mechurrio en los lmites de batera de una unidad quepuede pararse independientemente de otras unidades conectadas almismo cabezal.

d. Lneas de entrada a mechurrios cuando un sistema de mechurrio estconectada a ms de un mechurrio y se requiere aislar un mechurriopara mantenimiento.

Debern fijarse procedimientos estrictos de manejo que prohibirn el cierreinadvertido de vlvulas de aislamiento las tuberas de alivio. Estosprocedimientos podrn requerir que la apertura y cierre de dichas vlvulaslo haga solamente una persona autorizada.Se tendr una lista actualizada de todas las vlvulas de aislamientolocalizadas en las tuberas de alivio que puedan aislar vlvulas de alivio. Seproveer adems documentacin de la posicin requerida y razn para elcandado o sello de posicin de la vlvula en cuestin.Se harn inspecciones peridicas de las vlvulas de asilamiento localizadasen las tuberas de alivio, las cuales verificarn la posicin de dichas vlvulasy la condicin del aparato de trancado o sello.




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7. Problemas de vibracin acsticamente inducida en sistemas decabezales de mechurriosLa tendencia actual hacia el diseo de unidades y equipos ms grandesaumenta el potencial para problemas complejos de vibracin. En particular,los sistemas de tuberas de gas con vlvulas reductoras de presin de grancapacidad, han experimentado problemas de falla por fatiga donde existauna turbulencia excesiva y alta energa acstica. Las fuerzas de laturbulencia producen ciertos modos complejos de vibracin en componentesde tubera aguas abajo. Estas vibraciones pueden resultar eventualmente enesfuerzos que exceden el lmite de resistencia para los materiales, y por lotanto, pueden causar una falla por fatiga. Las vlvulas de alivio de presinpueden tener la capacidad de generar energa acstica suficiente paracausar fallas por fatiga, en tuberas de descarga laterales y/o tuberas decabezales del mechurrio, aguas abajo.Problemas potenciales de vibracin de este tipo, deben considerarse conanterioridad, en la etapa de diseo del sistema de cabezal del mechurrio. Sehan desarrollado los siguientes criterios de diferenciacin para ayudar aldiseador en el reconocimiento de servicios con problemas potenciales devibracin y que requieren evaluacin ms detallada: Tamaos de lneas aguas abajo de 400 mm (15 pulg.) y mayores:

velocidad de flujo de masa mayor de 91000 kg/h (200000 lb/h) o relacinde presiones mayores que 3.

Tamaos de lneas aguas abajo de 200350 mm (714 pulg.): velocidaden la lnea aguas abajo mayor que el 50% de la velocidad del sonido yrelacin de presiones mayor que 3.

Tamaos de lnea aguas abajo menor de 200 mm (7 pulg.) y ensanchadao conectada por una T a una lnea de 200 mm (7 pulg.) o ms grande:velocidad en la lnea mayor que el 50% de la velocidad del sonido yrelacin de presiones mayor que 3.

Los criterios anteriores son una gua para detectar problemas potenciales ensistemas de reduccin de presin de gas y aplican a los primeros 90 m (295pie) de tubera aguas abajo del reductor de presin bajo consideracin. Lossistemas con flujo de lquido solamente no se consideran como problemaspotenciales y no necesitan ser investigados. Para sistemas con flujos de dosfases, usar la suposicin conservadora de que la velocidad de flujo de masatotal es de gas solamente.




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Debe hacerse una distincin en cuanto al tiempo de servicio de los sistemasde reduccin de presin. La falla por fatiga de cualquier sistema mecnicodepende del tiempo, o sea del nmero de ciclos hasta la falla. Por lo tanto eltratamiento requerido para un servicio continuo puede no estar justificado.Un sistema en servicio de corta duracin se define como uno que operadurante un total de 12 horas o menos durante la vida de la planta. Lasvlvulas de alivio de presin tpicamente estn dentro de ese lmite.

Servicio continuoLas vlvulas de reduccin de presin que operan ms de 12 horas durante la vidade la planta debe considerarse que estn en servicio continuo. Las alternativas detratamiento para esos servicios tpicamente requieren medidas para reducir laenerga acstica generada en la fuente.

Velocidad mxima en lneasLas condiciones snicas en discontinuidades de tuberas tales como conexionesde ramales, reductores, etc., pueden tambin resultar en vibraciones inaceptablesacsticamente inducidas. Puesto que los componentes de tubera no sondiseados para trabajar como estaciones reductoras de presin, estos hanprobado ser ms susceptibles a fallas por fatiga. Las velocidades mximas del flujode vapores o fases mezcladas no debe exceder el 50% de la velocidad snica. Sinembargo, para servicios de corta duracin tal como el de un dispositivo de alivioque descarga a un sistema de cabezal de mechurrio, las velocidades en la lneapueden ser tan altas como el 75% de la velocidad snica.1. Diseo para condiciones de arranque

Los cabezales cerrados deben ser diseados para cualesquiera condicionesanormales que puedan surgir durante la puesta en servicio del cabezal oarranques de la planta.




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6 APENDICEFigura 1. Vlvula de alivio de presin tpica sin vlvula de aislamiento.Figura 2. Vlvula de alivio de presin tpica montada en lnea de proceso.Figura 3. Instalacin tpica para evitar turbulencia excesiva a la entrada de

una vlvula de alivio de presin.Figura 4a. Instalacin tpica de vlvula de alivio con vlvulas de aislamiento.Figura 4b. Arreglo de instalacin tpica de vlvulas de alivio con 100% de

respaldo de capacidad de alivio.Figura 4c. Arreglo alterno de instalacin tpica de vlvulas de alivio con 100%

de respaldo de capacidad de alivio.Figura 5. Vlvula de alivio de presin instalada en una tubera larga.Figura 6. Arreglo de vlvula de aislamiento para cabezales y subcabezales.

RECIPIENTE

SOPORTAR PARA RESISTIR PESOY FUERZAS DE REACCION

CODO DE RADIO LARGO

VALVULA DE ALIVIO DEPRESION

DRENAJE DEL CUERPODE LA VALVULA

LA CAIDA DE PRESIONNO EXCEDERA EL 3%DE LA PRESION DE AJUSTE

CAPUCHA CONTRA LLUVIA(PUEDE REQUERIRSE)

SI LA VALVULA DE ALIVIOSE CONECTA A UN SISTEMACERRADO, EVITAR QUE LOSESFUERZOS DE LA TUBERIAAFECTEN LA VALVULA BAJOCUALQUIER CONDICION DEOPERACION

DRENAJE OPCIONALDE PUNTO BAJO

DIAMETRO NOMINALDE TUBERIA NO MENORQUE EL TAMANO DE

ENTRADA DE LA VALVULA




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Fig. 1. VLVULA DE ALIVIO DE PRESIN TPICA SIN VLVULA DE AISLAMIENTO.

RECIPIENTE

VALVULA DE ALIVIODE PRESION

VER 5.3.1 PARA LIMITACIONESEN LA CAIDA DE PRESION




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Fig. 2. VLVULA DE ALIVIO DE PRESIN TPICA MONTADA EN LNEA DE PROCESO.

BRIDAS DE ENTRADA

TUBO DE ENTRADA

CONEXION DEL RAMAL

TUBERIA PRINCIPAL

NO MENOS DE 10 DIAMETROS DETUBERIA DESDE CUALQUIER DISPOSITIVO

QUE PRODUZCA TURBULENCIA




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Fig. 3. INSTALACIN TPICA PARA EVITAR TURBULENCIA EXCESIVA A LAENTRADA DE UNA VLVULA DE ALIVIO DE PRESIN.




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Fig. 4a. INSTALACIN TPICA DE VLVULA DE ALIVIO CON VLVULAS DEAISLAMIENTO.




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Fig. 4b. ARREGLO DE INSTALACIN TPICA DE VLVULAS DE ALIVIO CON 100% DERESPALDO DE CAPACIDAD DE ALIVIO.




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Fig. 4c. ARREGLO ALTERNO DE INSTALACIN TPICA DE VLVULAS DE ALIVIOCON 100% DE RESPALDO DE CAPACIDAD DE ALIVIO.

RECIPIENTE

VALVULA DEALIVIO DEPRESION

TUBERIA DE DESCARGA

DISEAR LA TUBERIA DEENTRADA, DE TAL MANERAQUE LA CAIDA DE PRESIONDESDE EL RECIPIENTE HASTALA ENTRADA DE LA VALVULADE ALIVIO DE PRESION NOEXCEDA EL 3% DE LA PRESION DE AJUSTE DE LAVALVULA




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Fig. 5. VLVULA DE ALIVIO DE PRESIN INSTALADA EN UNA TUBERA LARGA.

DRENAJE SINVALVULA (CEGADO)

CIEGO DE ANTEOJOS(ABIERTO)DESDE LA PLANTA

O UNIDAD

VALVULA DEAISLAMIENTO,VASTAGO HORIZONTAL,TRANCADA ABIERTA

3/4

2




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Fig. 6. ARREGLO DE VLVULA DE AISLAMIENTO PARA CABEZALES YSUBCABEZALES.

instlacion de valvulas de alivio de presion

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