O uso de oxigênio hospitalar está em alta hoje em dia, mas em sua apresentação no Seminário Técnico de 2017 da Valve Manufacturers Association, representantes da multinacional Air Products, já tratavam sobre o perigo inerente à produção de oxigênio e como é particularmente importante para os usuários finais e fabricantes de válvulas trabalharem juntos.

Além disso, é necessário ter organizações que trabalham para padronizar e garantir a segurança das operações e das pessoas em cada etapa, dentro de uma usina de oxigênio.

Aplicação de normas de segurança em usina de oxigênio

Vários comitês de padrões da indústria e de empresas do ramo da produção de gases, incluindo a ABNT, apontam diversas regras e boas-práticas para estabelecer os requisitos para aqueles que trabalham nesta área.

Durante o evento apontado em questão, um engenheiro da Air Products observou que esta indústria tradicionalmente não trata o oxigênio líquido tão severamente quanto o oxigênio gasoso. No entanto, historicamente já ocorreram diversos casos de graves incidentes, como um envolvendo uma válvula borboleta em serviço a jusante de uma bomba.

O fato resultou em uma explosão que matou várias pessoas e, mais tarde, o problema foi diagnosticado como tendo sido causado por um lubrificante aprovado para uso de oxigênio, mas que havia sido contaminado com algum tipo de hidrocarboneto que entrou na válvula.

Em outro incidente, uma válvula de gaveta em serviço de oxigênio líquido bombeado, falhou. Nesse caso, alguns rolamentos pareciam estar com defeito. Eles eram feitos de um material apropriado, mas óleo de silicone foi encontrado dentro da válvula. Como resultado, a indústria instituiu normas para atender aos requisitos de manuseio de oxigênio líquido.

Quão perigoso é o oxigênio

O oxigênio não é combustível sozinho. No entanto, se houver um evento de combustão, o alto teor de oxigênio significa que os materiais combustíveis queimam muito mais rápido. Impacto de partículas, pressurização rápida ou compressão de materiais podem resultar em aquecimento que pode causar combustão.

A contaminação e a energia mecânica, como a fricção, também podem causar ignição e resultar em incêndios rápidos quando há mais oxigênio presente. Quanto maior a concentração de oxigênio, maior o risco de combustão.

Especialistas destacam que, embora certos cuidados devam ser tomados com o oxigênio líquido, é ainda mais importante estar vigilante ao trabalhar com ele no estado gasoso.

Minimizando riscos em uma usina de oxigênio

Para minimizar o risco de incêndio, é importante escolher materiais altamente compatíveis para as válvulas – metais e componentes. Também é importante minimizar os mecanismos de ignição. Isso pode ser feito minimizando elementos e limitando o uso de lubrificantes. Também é essencial utilizar as melhores práticas – do projeto à manufatura, ao levar o produto ao local e operá-lo.

Escolhendo os melhores elementos para essas válvulas

Relaciona-se vários fatores a serem considerados ao escolher os metais para as válvulas usadas em usina de oxigênio.

1. Resistência à queima: escolha ligas que, após a exposição a um evento de ignição, não queimem ou tendam a extinguir a queima, resultando em combustão mínima.
2. Pressões de liberação e espessuras mínimas: As ligas são classificadas pela sua resistência à combustão em relação à espessura do material. De acordo com as melhores práticas, isso significa que o usuário final deve conhecer a geometria de cada componente da válvula para determinar sua adequação para o serviço de oxigênio.
3. Critérios de pressão/velocidade: são menos rigorosos para locais sem impacto, pois o impacto de partículas não é provável. Um exemplo seria uma válvula borboleta modulante em que o corpo da válvula pode ser considerado um “local sem impacto”, enquanto o disco, porções da sede e retentor, haste, etc., seriam considerados sujeitos a “impacto”. Assim, o uso de um corpo de aço inoxidável pode ser permitido, mas um material mais resistente à queimadura, como Monel, seria necessário para componentes internos.
4. A avaliação de uma válvula para aplicação de oxigênio requer compreensão da geometria da válvula e das espessuras mínimas de todos os componentes.

Elementos secundários das válvulas

Observa-se que os elementos do equipamento são a primeira coisa a queimar em uma válvula. Eles podem ser expostos à ignição devido à compressão adiabática, flexão devido à vibração ou fricção e impacto mecânico.

Nota-se que a melhor solução é minimizar o uso de não metais. No entanto, onde o uso de não-metais é inevitável, como para vedações, gaxetas, isolantes, lubrificantes, etc., o risco pode ser reduzido tomando precauções como cercar o não-metal com metais para servir como dissipador de calor, mantendo protegidos todos os componentes de exposição direta ao fluxo e evitando o movimento excessivo.

Escolha materiais que sejam física e químicamente estáveis ​​nas condições do processo. Os materiais macios preferidos incluem Teflon, PTFE, PCTFE e perfluorelastômero. Mas você pode notar que impurezas ou variações na composição podem diminuir severamente a resistência à queima de um material.

Lubrificação das válvulas usadas em usina de oxigênio

Lubrificantes é algo bem difícil de incorporar em serviços com oxigênio. A maioria dos documentos normatizadores mostram que não se deve usar lubrificante em válvulas para serviço de oxigênio, entretanto, sabemos que isso não é exatamente algo simples de fazer.

No entanto, se você precisar de lubrificantes em algum lugar da montagem, não há problema, desde que os lubrificantes sejam limpos assim que a válvula for montada.

Modelos de válvulas para aplicação em oxigênio

As válvulas de esfera e de plug rotativo são inerentemente de abertura rápida, levando a problemas com a compressão adiabática. Elas também podem ter bordas afiadas. Como resultado, geralmente não são as preferidas no serviço de oxigênio gasoso. Seus usos são mais comuns em aplicações de oxigênio líquido.

No caso das válvulas borboleta, quando estão abertas, o corpo é considerado sem impacto, mas o disco, a sede e a haste são todos locais de impacto. Portanto, elas podem ser usadas ​​em serviços de controle de fluxo sob condições operacionais específicas.

As válvulas de gaveta têm considerações de construção semelhantes às válvulas borboleta, mas não são projetadas para serviço de estrangulamento.

Responsabilidades dos fabricantes

Muitos clientes não têm nenhuma experiência com manuseio de oxigênio – portanto, os fabricantes precisam saber como eles vão usar as válvulas. É crucial ter instalações e procedimentos de limpeza adequados desde o nível do componente até a montagem final.

Além disso, pratique o uso criterioso de lubrificantes aprovados e garanta que as válvulas para serviço de oxigênio sempre recebam manuseio e embalagem adequados; além disso, fique de olho no controle de qualidade de subfornecedores, especialmente aqueles que fornecem produtos complementares.

Responsabilidades dos usuários finais

É essencial que os usuários finais mantenham a limpeza durante a instalação e operação e limite a operação a casos operacionais definidos. É essencial que os usuários finais sejam diligentes em manter a boa qualidade das válvulas no serviço de oxigênio!

Fornecimento e aplicação de válvulas para oxigênio

Os fabricantes de válvulas devem entender como os usuários finais usarão as válvulas fornecidas. Os usuários finais devem garantir que o fabricante da válvula de quem você está comprando tenha os procedimentos de limpeza adequados, fornecedores confiáveis ​​e confiáveis ​​e possa identificar todos os materiais dos componentes.

Além do tão conhecido oxigênio hospitalar, o produto também é usado em inúmeros setores da indústria, como Agricultura, Água e efluentes, Alimentos/bebidas, Construção, Energia, Indústria Farmacêutica e de Biotecnologia, Transporte e muito mais.

Mas com especificação, instalação e manutenção adequadas, as válvulas usadas em usina de oxigênio podem fornecer anos de operação segura para suas operações! E para a definição de todos os detalhes da compra e manuseio, você pode sempre contar com a equipe da Casa das Válvulas.