Principi de funcionament de la vàlvula d'aturada d'emergència
L'aturada forma part d'un sistema més gran que treballa conjuntament per aturar el funcionament. Per començar la seqüència d'apagada s'ha de produir un esdeveniment d'activació que utilitzi la lògica de control per iniciar l'accionament i el tancament de la vàlvula.
Esdeveniment desencadenant
La vàlvula d'aturada d'emergència s'activa en resposta a un disparador que indica una situació potencialment perillosa. Normalment, aquest activador prové d'un sistema PLC o DCS que supervisa un paràmetre d'entrada. Els paràmetres que desencadenen aquesta resposta inclouen:
·Nivells de pressió alta o baixa: els nivells d'alta pressió indiquen una pressió potencialment perillosa que pot causar danys a l'equip, les línies de procés o el personal. Els nivells de pressió baixa poden indicar una fuita en el procés.
·Temperatura alta: una pressió anormalment alta pot provocar la degradació de l'equip, l'explosió o un producte que no compleix les especificacions.
·Nivell baix: els sistemes de procés sovint requereixen barrejar o mantenir els mitjans de procés dins de tancs, recipients i altres equips. Els nivells baixos poden indicar un nivell o un bloqueig del procés.
Gairebé qualsevol paràmetre de procés pot activar una vàlvula d'aturada d'emergència en processos dissenyats a mida.
Lògica de control
L'esdeveniment activador envia un senyal (normalment 4-20mA) al sistema PLC, DCS o SCADA. Aleshores, el sistema processa aquest senyal i inicia el procediment d'aturada adequat.
Actuació i tancament de vàlvules
Un actuador rep un senyal per iniciar l'aturada. L'actuador mou l'element de tancament de la vàlvula a la posició desitjada. Normalment, el tancament es fa ràpidament per minimitzar la durada de la situació d'emergència.
Confirmació i notificació:
Després de tancar la vàlvula ESD, el sistema de control pot rebre senyals de retroalimentació per confirmar que la vàlvula ha tancat correctament el flux. Aquesta retroalimentació hauria de ser immediatament visible per als operadors perquè es puguin fer les modificacions operatives necessàries.
Anul·lació i control manual
En casos rars, els operadors poden anul·lar l'aturada automàtica o controlar manualment la vàlvula ESD si cal, però normalment es reserva per a sistemes de procés petits.
Quan s'implementa correctament, una vàlvula d'aturada d'emergència aïlla ràpidament les situacions potencialment perilloses per evitar danys addicionals, protegeix el personal i l'equip i minimitza l'impacte sobre la seguretat i el medi ambient.
Conèixer el tipus de vàlvula, el disseny adequat, la fiabilitat i la integració en el sistema de seguretat global són crucials per a la seva eficàcia. Els sistemes crítics poden tenir vàlvules ESD redundants per garantir la fiabilitat. Si una vàlvula no funciona, una altra proporciona la funció d'apagada.
Temps de tancament de la vàlvula d'aturada d'emergència
El temps de tancament varia en funció dels requisits del procés. Tot i que generalment es desitgen respostes ràpides, és possible que el procés no requereixi tancaments ràpids, permetent així un parell de torsió més baix de l'actuador i/o un temps de tancament de la vàlvula més elevat.
A la indústria offshore dels EUA, el requisit és tancar en 45 segons. Aquesta regla serveix de Pràctica recomanada de l'API RP 14C per a l'anàlisi, disseny, instal·lació i prova de sistemes bàsics de seguretat de superfície per a plataformes de producció offshore, apèndix C – Sistemes de suport C.2.1.4. "El temps que triga qualsevol dispositiu de seguretat (p. ex. PSH, BSL, estació ESD, etc.) per efectuar l'aturada de component o plataforma no ha de superar els 45 segons". Tanmateix, l'API RP 14C no té criteris d'hora d'obertura.
Una regla general de la indústria industrial és que el temps de tancament de les vàlvules de bola requereix aproximadament un segon per polzada de diàmetre. Com a tal, es podria estimar que una vàlvula de 8 "es tancarà en 8 segons, mentre que una vàlvula de 24" podria trigar 24 segons.
Les vàlvules poden estar subjectes a normes de seguretat funcional en funció de les especificacions requerides. Aquests estàndards de seguretat funcional s'associen amb els estàndards de nivell d'integritat de seguretat (SIL) establerts per la Comissió Electrotècnica Internacional i inclouen IEC 61508 (Seguretat funcional dels sistemes relacionats amb la seguretat elèctrica/electrònica/programable electrònic), així com IEC 61511 (Seguretat funcional - Sistemes instrumentats de seguretat per al sector de la indústria de processos).
Resposta d'apagada basada en el tipus de vàlvula
Les vàlvules de bola generalment proporcionen el tancament més ràpid, utilitzant una bola esfèrica que pot bloquejar ràpidament el camí del flux. Les vàlvules de bola ofereixen l'opció més pràctica per a l'aturada d'emergència en la majoria dels escenaris.
Les vàlvules de comporta tenen una comporta en forma de falca que es mou perpendicularment a la direcció del flux. Tot i que poden proporcionar un segellat hermètic, el seu temps de tancament és generalment més lent que les vàlvules de bola, especialment en mides més grans.
Les vàlvules de globus contenen un disc que es mou cap amunt i cap avall per controlar el flux. El seu temps de tancament és normalment més lent que les vàlvules de bola a causa del moviment lineal requerit.
Les vàlvules de papallona utilitzen un disc que gira per controlar el flux. Tot i que en general són més ràpids d'operar que les vàlvules de compuerta i globus, normalment s'utilitzen en aplicacions de gran calibre. Com a tal, generalment poden no ser tan ràpids com les vàlvules de bola en alguns casos.
Altres vàlvules, com ara vàlvules d'agulla, tap i diafragma, són poc freqüents en les operacions d'aturada a causa de casos d'ús alternatius i ben definits.