Válvula de bloqueio térmico em gasoduto: finalidade, dispositivo e tipos + requisitos de instalação

O gás – não é apenas um combustível acessível, mas também uma substância extremamente explosiva. Por isso é tão importante que cada objeto gaseificado atenda aos requisitos de segurança. Concorda? Afinal, se em um trecho do gasoduto a temperatura subir (devido à ignição de algo) e o limite de inflamabilidade do gás for atingido, então a explosão é inevitável.

Uma válvula de bloqueio térmico no gasoduto ajudará a evitar tal desenvolvimento da situação. Este dispositivo interrompe o fornecimento de gás em caso de incêndio, eliminando assim o risco de explosão. A seguir, explicaremos como essas válvulas são construídas, quais tipos existem e como instalá-las corretamente em objetos gaseificados.

Para que servem as válvulas de bloqueio térmico?

As válvulas de bloqueio térmico são dispositivos que constituem uma válvula de bloqueio de gás. Elas fecham automaticamente o gasoduto que leva a todos os aparelhos que funcionam a gás.

Todos os «tampões» são marcados como KTZ com um conjunto específico de números após as letras. O segundo dígito indica o diâmetro do tubo de gás para o qual este mecanismo pode ser adequado.

Finalidade da válvula de bloqueio térmico

A finalidade principal do KTZ é interromper o fornecimento de gás ao equipamento em caso de incêndio. Isso ajuda não apenas a se proteger de uma explosão, mas também impede que a área de incêndio aumente em dobro ou mais.

Se a válvula de bloqueio estiver na posição aberta, o dispositivo por si só não impede a passagem da substância combustível para os aparelhos e equipamentos.

Os mecanismos de bloqueio térmico são montados em tubulações onde a pressão máxima pode ser de  0,6 MPa – 1,6 MPa.

Válvula de bloqueio térmico do tipo roscado. É aplicada para equipamentos com menor pressão (até 0,6 MPa). Elas são mais frequentemente utilizadas para necessidades domésticas.

KTZ do tipo flangeado, que é utilizado em tubulações de alta pressão (próxima ao máximo). É mais frequentemente aplicado em instalações industriais.

A seguir, indicaremos a finalidade da válvula de bloqueio, conforme prescrito pelas regras das autoridades de incêndio.

Nos regulamentos das normas de segurança contra incêndios existe uma normativa que prevê o uso de válvulas:

• Em todos os equipamentos das tubulações de gás natural. São previstos quaisquer tipos de sistemas (complexidade, ramificações), qualquer número de aparelhos consumidores.
• Para garantir a proteção de diversos objetos gaseificados e dispositivos que funcionam a gás. Neste caso, são aplicáveis válvulas projetadas para automatização (acionamento) quando a temperatura ambiente atinge até 100 °C.
• Instalação de módulos de bloqueio térmico na entrada do ambiente.

De acordo com PPB-01-03 (Normas de Segurança contra Incêndios), os dispositivos de bloqueio térmico devem ser instalados em todos os ambientes onde houver gasoduto. No entanto, isso não se aplica a edifícios de categoria V de resistência ao fogo.

Também não é obrigatória a instalação de KTZ em edifícios onde as tubulações estão equipadas com válvulas eletromagnéticas. Estas geralmente são colocadas fora do edifício e, se ocorrer uma ignição no interior, o analisador de gás é acionado, interrompendo o fornecimento de gás.

Deve-se entender que o KTZ não é mais uma 'moda' russa. O uso desses dispositivos em diversas instalações onde há equipamentos a gás é obrigatório em países como Alemanha, França, EUA, etc.

Onde é aplicada a válvula de bloqueio térmico?

A área de aplicação das válvulas de bloqueio térmico para gás são, prioritariamente, as tubulações que conduzem gás para diferentes aparelhos onde o gás é queimado (aparelhos domésticos e industriais, independentemente do tipo).

A instalação de KTZ em qualquer gasoduto não é permitida fora do ambiente, após a instalação de qualquer outra válvula de gás, também em by-passes, em ambientes adjacentes e onde a temperatura do ar durante a operação do equipamento a gás possa atingir mais de 60 °C.

É importante não violar as regras de instalação – no gasoduto, primeiro é instalada a válvula de bloqueio e somente depois os demais acessórios de gás, aparelhos e equipamentos. A válvula pode ser posicionada em diferentes orientações, mas deve-se atentar para a seta indicadora marcada pelo fabricante no corpo.

Válvula de bloqueio térmico com conexão roscada. As setas no elemento de aço, durante a instalação no gasoduto, devem corresponder à direção do fluxo de gás.

Aqui pode-se ver a localização do KTZ na tubulação. A instalação da válvula deve ser realizada obrigatoriamente como primeira na entrada do gasoduto ou na derivação do riser.

Em relação à horizontal, a posição da válvula instalada pode ser qualquer uma. Sobre as regras de instalação do KTZ, falaremos mais detalhadamente a seguir.

As válvulas de bloqueio térmico possuem uma construção especial que permite ao dispositivo interromper automaticamente o fornecimento de gás no momento necessário. Se você conhecer mais de perto as características construtivas das válvulas, poderá entender mais rapidamente a essência do seu funcionamento. A seguir, analisaremos tudo em mais detalhes.

Dispositivo do KTZ e princípio de funcionamento

A construção da válvula inclui um corpo de aço com conexão rosqueada, um inserto fusível, um elemento de mola localizado dentro do corpo, e também um obturador em forma de disco ou esfera. É este elemento obturador (mencionado por último) que é um dos principais, pois bloqueia o canal quando necessário.

Na foto abaixo, você pode ver dois tipos diferentes de válvulas de bloqueio térmico e os detalhes de sua construção.

O princípio de funcionamento de ambos os tipos de KTZ é muito semelhante. Apenas as válvulas com conexão flangeada são geralmente usadas em grandes empresas (edifícios e instalações de grande área). O diâmetro do orifício de passagem dessas válvulas varia de 50 a 200 mm, a pressão disponível é de 1,6 MPa.

Agora, vamos falar sobre como funciona a válvula de bloqueio térmico.

Quando a temperatura do ar no ambiente está normal e não há ameaça de explosão (ignição, incêndio, etc.), a peça de bloqueio da válvula está armada e é mantida pelo inserto fusível. Se a temperatura ambiente no edifício aumentar, atingindo 80-100 °C, isso provoca a fusão do inserto de que estamos falando. Assim, ocorre a liberação do mecanismo de corte, que, por sua vez, devido à ação da mola, fecha o acesso do gás ao equipamento.

A estanqueidade da válvula acionada é garantida pelo encaixe dos cones do obturador e do assento da válvula, ou seja, 'metal com metal'.

Esses dispositivos de bloqueio podem ser conectados à tubulação por diferentes tipos de conexões. Pode ser fixação flangeada, de engate (rosqueada) ou entre flanges. A seguir, analisaremos quais tipos de válvulas de bloqueio térmico existem.

Tipos de válvulas de bloqueio térmico

Atualmente, existem apenas dois tipos de válvulas de bloqueio térmico no mercado. Pela descrição acima, fica claro que são válvulas rosqueadas e flangeadas.

Cada tipo possui sua própria série de tamanhos. A principal diferença entre um tipo e outro é a área de aplicação. Ou seja, os dispositivos rosqueados são usados mais frequentemente para fins domésticos, enquanto os flangeados são usados na indústria.

Isso é explicado pelas pressões nominais que os mecanismos de bloqueio são capazes de suportar durante a operação:

• válvulas rosqueadas – 0,6 MPa;
• válvulas flangeadas – 1,6 MPa.

Ambos os tipos possuem a mesma construção, incluindo mola, elemento de bloqueio, inserto fusível e outros elementos. No entanto, a diferença é visível externamente no diâmetro do orifício de passagem.

Se detalharmos o campo de aplicação, devemos destacar os seguintes locais e setores, dependendo do tipo de KZT:

1. Válvulas roscadas são usadas na instalação de gasodutos em residências, caldeiras, instalações industriais de diferentes finalidades.
2. KZT com conexão flangeada são usados na instalação de gasodutos em grandes caldeiras e em instalações industriais de grande área.

O segundo tipo de válvula é mais demandado no setor industrial devido ao grande diâmetro da passagem. Se nas válvulas roscadas ele varia entre 15 e 50 milímetros, nas flangeadas esse valor pode ser de 50 a 200 milímetros.

É importante usar uma junta resistente ao calor durante a instalação da válvula. Se essa condição não for atendida, pode fazer com que o KZT atue e interrompa o fornecimento de gás, enquanto a junta, por exemplo, feita de paronita ou outro material, queime. Então o gás começará a vazar para o ambiente através da conexão entre flanges.

A conexão do flange de entrada da válvula de fechamento térmico com o flange correspondente da tubulação deve ser vedada com uma junta especial resistente ao calor. Ela suporta até 900 °C em caso de incêndio.

As juntas mencionadas são fabricadas a partir de um material especial resistente ao calor. A composição inclui grafite armado revestido com folha, bem como aço inoxidável do qual essa folha é feita.

No momento da atuação da válvula de acoplamento, a vedação permanece 100%. O índice é mantido mesmo sob exposição prolongada a alta temperatura (900 °C).

Tanto a primeira quanto a segunda opção de dispositivos de bloqueio podem funcionar com qualquer gás. Após a atuação do mecanismo, a válvula é substituída, instalando uma nova igual no lugar. Em alguns casos, é suficiente substituir o inserto fusível para continuar a operar a válvula que atuou.

Regras principais de instalação

A qualidade do funcionamento subsequente da válvula depende do processo de instalação. Portanto, é importante seguir as regras ao montar a válvula de fechamento térmico.

A seguir, consideraremos as principais regras e normas para instalação de KZT em gasodutos:

• Os dispositivos de fechamento térmico com conexão roscada devem ser instalados apenas em linhas com pressão não superior a 0,6 MPa. As válvulas do tipo flangeado podem e devem ser usadas em tubulações com pressão de gás de 0,6 a 1,6 MPa.
• A capacidade de passagem da linha de gás deve corresponder à capacidade de passagem da própria válvula.
• A instalação só é permitida em ambientes internos para proteger os acessórios que não são projetados para altas temperaturs.
• Não é permitida a instalação da válvula termofechadora onde elementos próximos elevem a temperatura ambiente a 52 °C ou mais.
• Após concluir o processo de instalação, é importante verificar se a válvula não apresenta vazamento.
• A válvula instalada deve estar localizada em um local acessível para uma pessoa (para inspeção e manutenção).
• A válvula não deve ser submetida a diversas influências.

Também deve-se ter em mente que, durante o transporte das válvulas termofechadoras, pode ocorrer o acionamento automático do mecanismo. Portanto, ao escolher o dispositivo, é importante realizar uma verificação do mecanismo.

Se a distribuição de gás for complexa, houver vários consumidores de combustível e os objetos estiverem localizados em diferentes partes do edifício, será necessário instalar válvulas em cada ramal.

E embora esta válvula de bloqueio passe por inspeções rigorosas e numerosas, e seja certificada e permitida para uso conforme a finalidade, é necessário cumprir todas as regras para sua instalação.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O que você precisa saber sobre a válvula termofechadora para uso doméstico:

Diariamente, incêndios ceifam a vida de milhares de pessoas em todo o mundo. Explosões de gás durante incêndios não são menos terríveis. Se cada usuário abordasse de forma mais responsável as regras de segurança contra incêndio, talvez os desfechos trágicos fossem menores. As válvulas termofechadoras podem ser consideradas equipamentos que aumentam significativamente a segurança da sua casa. Mas para isso, é importante seguir todas as regras de operação e instalação, sobre as quais falamos neste artigo.

Você ainda tem dúvidas sobre o dispositivo ou as regras de instalação da válvula termofechadora? Ou deseja complementar o material com informações úteis? Escreva suas observações no bloco de comentários, faça perguntas aos nossos especialistas e participe das discussões.