Elementos primários de vazão

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Bringer Comércio de Instrumentação Ltda.

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Elementos Primários de Vazão Modelo BRFE – Manual Técnico

Os elementos geradores de pressão diferencial constituem-se em restrições para o fluxo quando montados em tubos; a análise do comportamento da pressão indica estabilidade na região montante do elemento primário, com pequeno aumento na região adjacente à placa; após a passagem do fluído pelo orifício ocorre uma queda brusca na pressão, iniciando-se, posteriormente, a recuperação parcial, completada na região de 8 diâmetros na juzante da placa.

VAZÃO VOLUMÉTRICA Q = K (∆P)0.5 VAZÃO MÁSSICA W = K (∆P)0.5

Onde: Q = vazão em volume

W = vazão em massa K = constante da medição

∆P = pressão diferencial

C – PLACAS DE ORIFÍCIO C1 – PLACAS DE ORIFÍCIO CONCÊNTRICO

Operam com fluídos limpos ou com partículas de tamanho reduzido e de baixa concentração; possuem precisão elevada, ótima repetibilidade e durabilidade e as equações de seus coeficientes são regidas por normas (ASME, ISO, AGA). Existem, basicamente, 3 estilos de orifícios concêntricos:

ORIFÍCIOS DE CANTO VIVO: Apresentam, na face de entrada, uma aresta viva, seguida de parte cilíndrica e um chanfro. A face de entrada deve ser bem acabada e plana e o canto vivo não pode apresentar rebarbas, pancadas ou outras irregularidades.

Este estilo opera com fluído de baixa viscosidade e sem partículas em suspensão, que poderiam acumular na face de entrada. É o tipo mais comum, sendo usado para ar, gases em geral, líquidos e vapor.

A forma de construção pode prever instalação entre flanges de orifício ou comuns; a vedação com as flanges pode ser executada por juntas comuns, espirotálicas ou por anéis metálicos (RTJ); construção especial pode incorporar as tomadas de pressão no corpo da placa.

A presença de condensados nos gases ou de gases nos líquidos pode determinar o uso de pequenos furos de dreno na parte inferior da placa ou de respiro na parte superior; altas pressões diferenciais, somadas à temperatura elevada, determinam placas mais espessas, a fim de evitar empenamento, o que iria contrariar a exigência de alta planicidade.

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ORIFÍCIOS 1/4 DE CÍRCULO: Apresentam, na entrada do orifício, um raio na forma de um quadrante; são adequados para líquidos de viscosidade média para alta e somente devem ser usados quando os limites do número de Reynolds tenham sido ultrapassados pelos orifícios de canto vivo; a execução do raio com alta precisão é difícil, requerendo equipamentos e técnicas especiais na inspeção.

ORIFÍCIOS DE ENTRADA CÔNICA: A entrada do orifício possui um cone e, posteriormente, uma parte cilíndrica; são adequados para líquidos de viscosidade elevada, com baixos valores do número de Reynolds.

C2 – PLACAS DE ORIFÍCIO EXCÊNTRICO OU SEGMENTAL

Operam com fluídos particulados e tanto o orifício excêntrico como o segmental devem ser posicionados na base do tubo.

Apresentam os mesmos requisitos de acabamento e planicidade dos orifícios concêntricos. O estilo de construção permite que as partículas, que fluem pela base do tubo, escoem pelos orifícios, sem que haja acúmulo delas na face de entrada da placa.

C3 – MATERIAL DAS PLACAS

Para aplicações comuns usamos o inox 316 (ou 304), nas normas AISI ou ASTM; aplicações severas de corrosão ou compatibilidade com o fluído podem exigir materiais mais nobres como o Titânio, Monel, Tântalo, Hastelloy, Níquel ou Teflon. Para exigências de abrasão poderemos usar materiais de dureza elevada.

Aplicações em vapor com temperaturas superiores a 400ºC exigem o uso do AISI 310; no caso de dúvidas quanto ao material adequado, sugerimos consultar o Guia de Corrosão neste Manual.

C4 – TUBOS E NORMAS

- A norma ISA RP 3.2 fornece as dimensões de placas para várias classes de pressão de flanges, para tubos de diâmetros nominais de 1" até 24". - A norma ISO 5167 possibilita calcular e executar placas para tubos entre 2" e 40".

- A norma ANSI/API 2530 fornece dados para execução de placas entre 2" e 30".

- Entre diâmetros nominais de 1/2" e 1.1/2" a construção é baseada no "ASME FLUID METERS", apresentando sistema de centragem da placa e acabamento especial na superfície interna do tubo; o sistema de medição é composto por trechos retos de tubos calibrados, soldados em flanges especiais que fixam a placa de orifício (ver item C6).

C5 – PRECISÃO DA MEDIÇÃO

É dependente da relação β, de variações na pressão, temperatura, densidade, composição do fluído, centragem da placa e das juntas; sofre interferência da precisão na execução do furo da placa, da qualidade e precisão do instrumental e da existência de trechos retos mínimos.

sistemas informatizados de computação da vazão

A precisão global da medição está entre 0.5 e 1% e pode ser aumentada com a utilização de

O aumento na precisão pode ser obtido pela execução do meter run (conjunto de medição), montado em bancada, composto por trechos de tubos, flanges, placa, estojos e porcas; este sistema elimina os problemas causados pela montagem no campo, principal fonte de erros na medição.

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C6 – METER RUN PARA TUBOS REDUZIDOS

Adequado para dutos com diâmetros entre 1/2" e 1.1/2", sendo constituídos por trechos de tubo na montante e juzante da placa, por flanges especiais tipo orifício, pela placa autocentrante, juntas, porcas e estojos. A autocentragem e perpendicularidade da placa, em relação ao eixo do tubo, eliminam os erros de posicionamento da placa entre as flanges; a montagem do conjunto é executada em bancada.

A superfície interna dos tubos, nas proximidades da placa, é usinada e acabada por lixamento, a fim de dar precisão ao diâmetro interno do tubo e reduzir a interferência da rugosidade. A finalidade da existência dos trechos retos é eliminar fontes de perturbação que poderiam distorcer o perfil da velocidade do fluído; o trecho montante apresenta comprimento equivalente a 20 diâmetros do tubo e, na juzante, ao redor de 7 diâmetros.

CONEXÃO: Ao processo - por flanges, extremidades para solda ou por rosca. Ao instrumento - 1/2" NPT ou encaixe para solda

MATERIAL: Das flanges - ASTM a 105 ou Inox 304 / 316

Dos tubos - ASTM a 106 Gr B ou Inox 304/316 Juntas - estilo Klingerit, de 1/16" de espessura Estojos e porcas - ASTM A 193-B7 e 194-2H

TIPOS DE TOMADAS: Corner com câmaras anulares PRECISÃO: Ao redor de 1.5% CONSTRUÇÃO E CÁLCULO: Segundo ASME TUBOS/SCHEDULE: Diâmetros de 1/2" - 3/4" - 1" - 1.1/2". Dar preferência ao schedule 80 INSTRUMENTAL: Opera com os transmissores convencionais.

C7 – METER RUN PARA TUBOS DE 2" OU MAIORES

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