Purgadores de Vapor, Separadores diversos e Filtros

Purgadores de Vapor, Separadores diversos e Filtros Carolina Silva Melo BernardesJssica Almeida AlvesMirray Sousa Teixeira

So dispositivos automticos que separam e eliminam o condensado formado nas tubulaes de vapor e nos aparelhos de aquecimento, sem deixar escapar o vapor.A maioria dos purgadores, alm de removerem o condensado, eliminam tambm o ar e outros gazes incondensveis que possam estar presentes. Purgadores de vapor

Linhas de vaporDiminuir os efeitos da corroso evitando a formao de cido carbnicoMOTIVOS PELOS QUAIS O CONDENSADO DEVE SER RETIRADO DA LINHA DE VAPOR Conservar a energia do vapor (O CONDENSADO NO TEM AOMOTORA E NEM AO AQUECEDORA EFICIENTE)Evitar vibraes e golpes de arete nas tubulaes causados pelo condensado arrastado pelo vapor em alta velocidadeEvitar eroso causada pelo impacto das gotas de condensado Evitar o resfriamento do vaporEvitar a diminuio da seo til de escoamento Eliminao de condensado das tubulaes de vapor (drenagem de tubulaes de vapor).

Reter vapor nos aparelhos de aquecimento a vapor (aquecedores, refervedores, serpentinas de aquecimento, autoclaves, estufas etc.). Casos tipos de EmpregoA INSTALAO DO PURGADOR DIFERENTE PARA CADA CASO TPICO DE EMPREGO Instalao de purgadores para drenagem de tubulaes de vapor

Os purgadores so colocados em uma derivao da tubulao.Essa derivao deve sair de uma bacia de acumulao denominada poo de condensado instalada na parte inferior da tubulao de vapor.O condensado deve sempre ser capaz de correr por gravidade para dentro do poo.Todos os pontos baixos e todos os pontos de aumento de elevao Nos trechos de tubulao em nvel, deve-se colocar em cada 100 a 250m,quanto mais baixa for a presso de vapor mais numerosos devero ser os purgadoresTodos os pontos extremos fechados com tampes, flanges cegos, bujes. Imediatamente antes de todas as vlvulas de bloqueio, vlvulas de reteno, vlvulas de controle e vlvulas redutoras de presso Prximo entrada de qualquer mquina a vapor.

Pontos de drenagem das tubulaes de vapor

Instalao para reter vapor em aparelhos de aquecimento

Deve ser instalado na prpria tubulao de vapor, e colocado o mais prximo possvel da sada do aparelho.A funo do purgador aumentar, ao mximo o tempo de permanncia do vapor dentro do aparelho, para que o vapor possa ceder todo o seu calor.Sem purgador precisaria de uma trajetria enorme para atingir a mesma eficincia. Detalhes de instalao- Purgadores de vapor detalhes de instalao

O condensado deve sempre que possvel correr por gravidade do tubo ou do aparelho drenar para o purgador. Fig 1 e 3 Dever ser colocada uma vlvula de reteno para evitar o refluxo do condensado recomendvel a colocao de um filtro imediatamente antes de cada purgador. Necessidade de um poo onde o condensado seja coletado por gravidade No caso de descarga livre, colocar vlvula de bloqueio antes do purgador e uma vlvula de dreno para descarregar o condensado quando o purgador estiver fora de operao. No caso de descarga fechada, colocar uma vlvula de bloqueio antes e outra depois do purgador. prefervel que a linha de retorno do condensado esteja situada abaixo do purgador. Tubulao dos purgadores deve ser o mais curta possvel e de dimetro igual ao dos bocais do purgador. Fcil acesso para inspeo e manuteno e no local em que o jato no atinja pessoas ou equipamentos. Para tubulaes de dimetro nominal ate 3 o poo de acumulao de condensado deve ser do mesmo dimetro da tubulao. Para dimetros nominais de 4 ou maiores, o poo pode ser de dimetro menor.Detalhes de instalao- Purgadores de vapor detalhes de instalao

Purgadores mecnicos;Agem por diferena de densidade

Purgadores termostticos;- Agem por diferena de temperatura

Purgadores especiais;Principais tipos de Purgadores de VaporConsiste em uma caixa com uma entrada de vapor e uma sada de condensado. A sada do condensado fechada por uma vlvula comandada por uma boia; quando h condensado, a boia flutua abrindo a sada do condensado, que expulso pela prpria presso do vapor.Purgador de BoiaConsiste em uma caixa com entrada de vapor e sada de condensado, dentro da qual existe uma panela com fundo para cima, comandando a vlvula que fecha a sada do condensado.Purgador de Panela InvertidaConsiste em um conjunto de lminas bimetlicas, que se curvam com o aquecimento, devido diferena de coeficientes de dilatao dos dois metais. Purgador de expanso metlicaConsiste em uma caixa contendo no interior um pequeno fole que comanda a vlvula de sada do condensado. O fole contm um lquido de ponto de ebulio inferior ao da gua.Purgador termosttico de foleConsiste num aparelho de funcionamento extremamente simples, cuja a nica pea mvel um disco que trabalha dentro de uma pequena cmara abrindo ou fechando simultaneamente as passagens que do para a entrada do vapor e para a sada do condensado.Purgador termodinmicoNatureza da instalao e finalidade do purgador;Presso e temperatura do vapor na entrada do purgador; flutuao de presso e da temperatura;Descarga do condensando para a atmosfera ou para uma linha de retorno; presso e temperatura do condensado e respectivas flutuaes;

Seleo e dimensionamento dos purgadores de vaporQuantidade de condensado a ser eliminado. Por dia ou por hora e flutuaes nas quantidades;Necessidade ou no de descarga contnua e de descarga rpida;Perda admitida de vapor vivo;Quantidade de ar e outros gases presentes no vapor;Ocorrncia de golpes na arete ou de vibraes na tubulao;Ao corrosiva ou erosiva do vapor e do condensado;Facilidades disponveis de manuteno;Custo inicial.Existem dois casos gerais de empregos de purgadores os quais dependem da quantidade de condensado a eliminar.

Caso 1: Purgadores para drenagem de linhas de vapor;Caso 2: Purgadores para reter vapor na sada de aparelhos aquecidos;Clculo da quantidade de condensado a eliminarA quantidade de condensado a ser drenado obedece a seguinte equao:Q = n (Qa + 0,5 Qs)Onde:Q = Quantidade total de condensado (a capacidade de eliminao do purgador dever ser igual ou maior que Q);n = coeficiente de segurana;Qa = Quantidade de condensado formado em consequncia da perda de calor sofrida pelo vapor para aquecer a tubulao, no incio do funcionamento do sistema;Qs = quantidade de condensado formado em consequncia das perdas de calor por irradiao, com a tubulao em operao normal.Caso 01Recomendaes de Materiais para alguns servios- Especificaes de Material de Tubulao

Fluido conduzido

Condies de servio

Nvel de tenses no material

Natureza dos esforos mecnicos

Disponibilidade dos materiais

Sistema de ligaes

Custo do materialSegurana

Experincia prvia

Facilidades de fabricao e de montagem

Velocidade do fluido

Perdas de carga

Tempo de vida previsto

Problema geral da seleo dos materiaisExperincia prvia Soluo : gua doce: fluido de baixa corroso e com reao neutra (pH entre 6 e 10).

Tubulaes de baixa presso e temperatura moderada entre 1 MP e 60, e no enterradas:

Tubulaes para gua DoceTubos Vlvulas Flanges Conexes Juntas para flanges D (pol)Material Tipo de ligaes Margem para corroso D (pol)Carcaa Mec.Interno Tipo de Extremidade D (pol)Material Tipo de ligaes At 4"Ao carbono galvanizado ou ferro malevel galvanizado ou PVCRosca.at 4"BronzeBronzeRoscaAo carbono, tipo sobreposto, face plana At 4"Ao carbonoRoscaBorracha natural ou papelo hidrulico 2" ou maiorAo carbono Solda 1,2 mm3" ou maiorFerro fundidoBronzeFlanges de face plana2" ou maiorAo carbonoSolda3" ou maiorFerro fundidoPonta e bolsa.23Tubulaes de baixa presso e temperatura moderada entre 1 MP e 60, e enterradas;

Tubulaes para gua DoceTubos Vlvulas , flanges e juntas Conexes D (pol)Material Tipo de ligaes D (pol)Material Tipo de ligaes At 2"PVCroscaIdem tubulao no enterradasAt 2"PVCRosca3" ou maiorFerro FundidoPonta e bolsa3" ou maiorFerro FundidoPonta e bolsa20" ou maiorConcreto armado.Tubulaes para presses e temperaturas mais elevadas, no enterradas, dentro de instalaes industriais.

Tubulaes para gua DoceTubos Vlvulas Flanges Conexes Juntas para flanges D (pol)Material Tipo de ligaes Margem para corroso D (pol)Carcaa Mec.Interno Tipo de Extremidade D (pol)Material Tipo de ligaes At 1 1/2"Ao carbono lisa1,2 mmat 1 1/2Ao carbono forjadoAo Inoxidvel Solda de encaixeAo carbono, tipo pescoo, face com ressaltoat 1 1/2Ao carbono forjadoSolda de encaixe Papelo hidrulico 2" ou maiorAo carbono Solda de topo1,2 mm2" ou maiorAo carbono fundidoAo Inoxidvel Flanges de face com ressalto2" ou maiorAo carbonoSolda de topoOBS: As guas acidas e condensado proveniente do vapor, podem ser altamente corrosivas, em casos no muito severos podem ser empregados os mesmos materiais indicados anteriormente, mas deve-se adotar uma margem de corroso maior para o ao carbono. guas agressivas: guas salobras, guas muito salinas, guas do mar, guas poludas.

Esses tipos de guas so extremamente agressivas ao ao-carbono e a vrios outros materiais metlicos, por serem muito corrosivas, e altamente eletrolticas e por isso constituem um grave problema de manuteno.A corroso aumenta com a temperatura e com a velocidade de circulao muito altas ou muito baixas.gua do mar apresenta problemas com algas, mariscos e organismos marinhos que causam obstruo da tubulao e ataque biolgico ao metal, este ultimo problema pode ser solucionado pela clorao previa da gua, pela adio de biocidas.

Tubulaes para guas Agressivas

Tubulaes para guas Agressivas Tubulaes para servio no continuo que trabalham com guas agressivas, recomenda-se lavar com gua doce depois de cada utilizao e mantidas com gua doce Tubos Vlvulas Conexes D (pol)Material Tipo de ligaes Revestimento internoD (pol)Carcaa Mec.Interno Tipo de Extremidade At 4"PVC ou ao galvanizado ou metal Monel ou cobre nquelrosca.at 2"BronzeBronzeRoscaMesmo material, tipo de extremidades, e revestimento dos tubos2" ou maiorAo carbono Solda de topoEpxi ou borracha3" ou maiorFerro fundido ou Ferro-nquel BronzeFlanges 6" ou maiorAo carbono Solda de topoConcretoVapor: fluido pouco corrosivo.

Vrios materiais podem ser empregados at a sua temperatura limite de resistncia mecnica aceitvel.

Para presses muito altas de vapor convm que seja adotados limites de temperatura mais baixos do que os mostrados na tabela.

Todas as tubulaes de vapor devem ter isolamento trmico

Tubulaes para Vapor

A corrosividade dos hidrocarbonetos, e portanto a seleo de materiais para tubulaes em servios com hidrocarbonetos, depende fundamentalmente da temperatura e da presena de impurezas, principalmente de produtos sulfurosos e clorados.Todas as flanges utilizadas nas tubulaes devem ser do tipo pescoo ou do tipo anel. Tubulaes para HidrocarbonetosEm primeira aproximao podem ser recomendados os seguintes limites de temperatura e sobre-espessuras para corroso, para os materiais abaixo indicados:

Tubulaes para HidrocarbonetosO ar comprimido tambm um material de baixa corroso. As flanges utilizadas nas tubulaes de ar comprimido devem ser de ao-carbono, com face de ressalto, podendo ser de borracha natural ou de papelo hidrulico dependendo da temperatura e presso.Devem ser instalados separadores de gua em todos os pontos baixos pois ocorre condensao da umidade por causa do resfriamento do ar;Tubulaes para ar comprimidoNormalmente so utilizados filtros para reter poeira, umidade e leo carreado quando h necessidade de um ar limpo, que ajuda na preservao do equipamento.As tubulaes de ar comprimido para a transmisso de sinais para instrumentos automticos e vlvulas de controle, costumam ser construdas com tubos de alumnios, cobre, lato ou materiais plsticos. Os dimetros dos tubos so sempre pequenos (at ) e as presses muito baixas.Tubulaes para ar comprimidoNa tabela abaixo esto mostrados os limites de temperatura aceitveis para diversos materiais, que podero orientar a seleo de materiais para tubulaes em servios no corrosivos em temperaturas elevadas.Tubulaes para temperaturas elevadas

As temperaturas limites de resistncia mecnica so os valores, acima dos quais, a resistncia do material (resistncia a fluenda) est muito baixa, no sendo por isso econmico o emprego do material. Esses limites s podem ser ultrapassados para tubulaes sem presso;

As temperaturas limites de inicio de oxidao superficial intensa no podem ser ultrapassadas em servio contnuo em nenhum caso, tolerando-se, s vezes, a ultrapassagem apenas em picos de curta durao;Em temperaturas muito baixas alguns metais (como o caso do ao-carbono) perdem a ductilidade, ficando sujeitos a fraturas frgeis repentinas. Podemos estabelecer os seguintes limites de temperaturas baixas para o uso dos diversos materiais:Tubulaes para baixas temperaturas

Para os aos-carbono e aos-liga Ni exigem-se testes de impacto, para a verificao da ductilidade, para todos os materiais submetidos a baixa temperatura, inclusive os materiais dos parafusos dos flanges; no caso dos aos inoxidveis austenticos esses testes so necessrio apenas para os materiais das peas fundidas.

Chama-se ateno que por ser o alumnio um metal de baixo ponto de fuso, no pode ser empregado em tubulaes ou em locais onde se exija segurana contra fogo.Tubulaes para baixas temperaturasOs gases quando secos, isto , mantidos em temperatura acima do seu ponto de orvalho, so em geral pouco corrosivos, podendo os materiais serem empregados at os seus limites de temperatura. Por isso, muitas tubulaes para, gases em refinarias, usinas siderrgicas, indstrias petroqumicas etc., so construdas de ao-carbono, aos-liga ou aos inoxidveis, dependendo da temperatura de servio. Tubulaes para GasesPara os tubos de dimetro superior a 24" - 30", para temperaturas muito elevadas (450C ou mais), podem ser adotados economicamente os tubos de ao-carbono com um revestimento isolante refratrio interno, de modo que a temperatura no metal fique abaixo do limite aceitvel para o ao-carbono. Tubulaes para GasesPara os gases em temperaturas abaixo do ponto de orvalho, poder haver severa corroso devido a formao de cidos diludos, sendo muitas vezes necessrios tubos de materiais mais resistentes a corroso, ou a colocao de revestimentos anticorrosivos de plsticos, borrachas, concretos etc. Tubulaes para GasesPara a distribuio de gases de baixa presso as tubulaes podem ser enterradas, podendo-se empregar tubos de ferro fundido de ponta e bolsa (especiais para gases) ou tubos de ao-carbono com costura.Tubulaes para Gases