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1. INTRODUÇÃO 
 
As unidades químicas de processo industrial, como por exemplo plantas de produção de produtos 
químicos e plantas petroquímicas, unidades de produção de energia e papel, refinarias de petróleo, 
unidades farmacêuticas e de alimentos, instalações para transporte de fluidos, entre tantas outras, são 
projetadas para operar em condições bem distintas das condições ambientais normais, com pressões 
que podem atingir altos valores e com fluidos muito frios ou muito quentes. No projeto das unidades, os 
equipamentos e tubulações são dimensionados para resistir a estas condições de operação. Para 
manter as pressões internas aos equipamentos nas condições normais de operação, a planta dispõe de 
instrumentos de medição e controle que atuam automaticamente e mantêm as pressões em níveis 
aceitáveis. Além disso, os operadores estão constantemente verificando as condições operacionais e 
atuam em caso de variações anormais. Apesar do elevado grau de controle que se tem sobre as 
condições operacionais, eventualmente ocorrem elevações anormais de pressão que excedem os 
valores considerados aceitáveis pelo projeto dos equipamentos, e não são contidas pelos sistemas de 
controle ou pelos operadores. Essas anormalidades são decorrentes de reações químicas, falhas nos 
sistemas de utilidades, bloqueio indevido em descarga de bombas ou compressores, falhas humanas, 
fogo externamente aos equipamentos, etc. Elevações anormais de pressão podem causar danos às 
pessoas, instalações e meio ambiente, e para protegê-los são empregados dispositivos que aliviam o 
excesso de pressão. Esses dispositivos são acionados automaticamente pela própria pressão que atua 
nos equipamentos. Os mais utilizados são os dispositivos de pino, os discos de ruptura, e as válvulas 
de segurança e alívio de pressão. 
 
A válvula de segurança e alívio de pressão é um dispositivo automático movimentado por mola, que 
abre em uma pressão pré-determinada, alivia o excesso de pressão e fecha proporcionando boa 
vedação quando as condições voltam à normalidade. É largamente utilizada nas instalações industriais 
que trabalham com equipamentos pressurizados, indústrias químicas de processo e nas centrais de 
geração de vapor. 
 
O disco de ruptura consiste num diafragma fino, geralmente metálico, colocado dentro de um 
alojamento instalado entre flanges e projetado para romper a uma pressão pré-determinada. São 
utilizados em ampla faixa de pressões e temperaturas. São especificados para condições muito 
corrosivas, quando há necessidade de descarregar um grande volume de gases ou é necessária 
rapidez na atuação. Tem a desvantagem de não manter vedação uma vez cessada a elevação anormal 
de pressão. Em algumas situações são instalados em conjunto com as válvulas de segurança e alívio. 
 
O dispositivo de pino é um dispositivo de alívio de pressão sem retorno à posição fechada, atuado pela 
pressão estática na entrada ou pela pressão diferencial, e projetado para funcionar pela atuação de um 
pino que suporta um membro que contem a pressão. O pino é o elemento resistente à carga que atua 
no dispositivo de pino. Podem ser instalados em conjunto com as válvulas de segurança e alívio. 
 
As situações operacionais que provocam excesso de pressão são diversas, bem como as demandas 
necessárias para aliviar a pressão. Há situações em que é necessária uma rápida resposta do 
dispositivo de alívio de pressão, em outras há necessidade de se aliviar grande quantidade de fluido. 
Os dispositivos têm que atender às condições operacionais e também aos requisitos dos códigos de 
projeto dos equipamentos que estão protegendo. De modo geral, o dispositivo de alívio de pressão 
deve abrir na pressão especificada e permitir a passagem de uma quantidade de fluido suficiente para 
garantir que a pressão no equipamento ou sistema protegido não exceda um determinado porcentual 
acima da pressão de projeto. 
 
Existem vários tipos diferentes de válvulas e discos de ruptura ou dispositivos de pino, com 
características próprias que se ajustam melhor a determinadas situações e serviços. Além disso, é 
possível utilizar um conjunto de válvulas de segurança e alívio ou ainda a combinação destas com 
discos de ruptura ou dispositivos de pino. A escolha do dispositivo de alívio de pressão adequado 
requer o conhecimento das condições de processo e das causas que podem provocar excesso de 
pressão, dos requisitos estabelecidos nas normas de projeto do equipamento ou sistema a ser 
protegido, das condições corrosivas dos fluidos, do funcionamento e características operacionais dos 
dispositivos de alívio que serão utilizados naquelas condições específicas. 
 
A instalação do dispositivo de alívio de pressão é tão importante quanto sua correta seleção. As 
tubulações que conectam os equipamentos às válvulas de segurança, discos de ruptura ou dispositivos 
 
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de pino, e que levam os fluidos aliviados até locais apropriados de descarte, influem diretamente no 
funcionamento dos dispositivos de alívio de pressão. Linhas de entrada ou saída com excessiva perda 
de carga vão provocar mau funcionamento ou até mesmo tornar uma válvula de segurança inoperante. 
 
As condições de processo podem variar de serviço limpo a altamente corrosivo ou tóxido, fluidos muito 
quentes ou muito frios, fluidos que polimerizam ou mudam de fase, de modo que diversos mecanismos 
de falha podem estar presentes. Além da correta seleção e instalação é necessário salientar a 
importância de se efetuar inspeções periódicas em prazos adequados e manutenção de boa qualidade. 
A desejada proteção somente é alcançada quando os dispositivos de alívio de pressão são mantidos 
em boas condições durante todo o período de campanha dos sistemas operacionais. 
 
 
2. FUNCIONAMENTO E USOS DAS VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO 
 
 
A figura abaixo é um desenho esquemático de uma válvula de segurança e alívio de pressão, 
mostrando os elementos construtivos principais: corpo, castelo, bocal, disco, haste, mola, parafuso de 
regulagem e conexão de descarga. O bocal está inserido no corpo da válvula, enquanto a mola se aloja 
internamente ao castelo. O parafuso de regulagem, que é rosqueado na parte superior do castelo, 
proporciona o ajuste da força da mola. A haste transmite a força da mola para o disco. A válvula é 
conectada diretamente ao equipamento que se quer proteger, ou a uma tubulação a ele conectada, de 
modo que a pressão do equipamento chega livremente ao disco, que é o elemento de vedação. O 
funcionamento das válvulas de segurança e alívio se baseia no equilíbrio entre a força da mola que 
empurra o disco contra o bocal e a pressão do fluido aplicada no disco. A mola é ajustada para exercer 
uma força superior à ação da pressão de operação contra o disco, e a válvula se mantém fechada nas 
condições normais de trabalho. 
 
 Figura 2.1 Válvula de segurança e alívio 
 
Quando a pressão no equipamento atinge a pressão de abertura há um equilíbrio entre a força da mola 
e a pressão atuante na área interna do disco equivalente à área do bocal, e a válvula inicia sua 
abertura. A compressão da mola deveria impedir a continuação da abertura da válvula, porque a mola 
 
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impõe uma carga crescente à medida que é comprimida. No entanto, como o disco é maior que o bocal, 
à medida que a válvula vai se abrindo mais área é exposta à pressão e a contínua elevação do disco 
supera a crescente resistência da mola. O disco é deslocado para cima, permitindo o fluxo pelo bocal, 
através das sedes do disco e do bocal, e daí para a descarga da válvula. Com o aumento da pressão o 
disco vai se elevando em relação ao bocal, até atingir o curso máximo. A válvula deve ter uma área de 
passagem suficiente para aliviar todo o fluxo e garantir que na condição de abertura plena a pressão no 
equipamento não vai ultrapassar um determinado valor máximo definido pelo código de projeto do 
equipamento protegido. A diferença entreo valor máximo de pressão durante o alívio e a pressão de 
abertura, expressa em percentual da pressão de abertura, é denominada sobrepressão. Após a 
descarga e aliviado o excesso de pressão, haverá fechamento quando a força da mola equilibrar a 
pressão atuando na área total do disco. Esta área é maior que a área do bocal, consequentemente, a 
pressão de fechamento é menor que a pressão de abertura. 
 
Existem vários tipos e modelos de válvulas de segurança e alívio de pressão. Dependendo do tipo e da 
função, essas válvulas recebem denominações específicas. As válvulas de segurança são usadas em 
fluidos compressíveis, como p.ex. ar comprimido e vapor. As válvulas de alívio são usadas em fluidos 
incompressíveis, como descarga de bombas. As válvulas de segurança e alívio são usadas tanto com 
líquidos quanto com gases. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 – PONTO DE ABERTURA 
2- PONTO DE FECHAMENTO 
PRESSÃO DE ABERTURA  PRESSÃO DE PROJETO DO EQUIPAMENTO 
 
 Figura 2.2 Curva de funcionamento de uma válvula de segurança e alívio 
 
 
 
2.1 Válvulas de Alívio 
 
As válvulas de alívio são utilizadas para líquidos. Em condições normais de operação a força da mola 
supera a pressão atuando sob o disco, e a válvula está fechada. A abertura inicial ocorre quando a 
pressão do líquido equilibra a força da mola. O líquido que escapa forma um filme que se projeta 
radialmente em relação às sedes do disco e bocal. À medida que a pressão aumenta além do ponto de 
abertura o disco se eleva da sede, e a pressão passa a atuar progressivamente em uma área maior, 
possibilitando a compressão da mola e o aumento de vazão através da válvula. O líquido que escapa 
radialmente atinge a superfície do suporte do disco e é defletido para baixo, criando uma força reativa 
que tende a mover o disco e suporte do disco para cima. Essas forças aumentam lentamente na faixa 
de 2 a 4% de sobrepressão. Quando a vazão aumenta suficientemente, as forças reativas crescem 
SOBREPRESSÃO 
PRESSÃO DE 
OPERAÇÃO 
PRESSÃO DE 
ABERTURA 
ABERTA 
FECHADA FECHADA 
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exponencialmente, empurrando o disco até a elevação total. A válvula repentinamente passa de uma 
elevação de 50% a 100% na faixa de sobrepressão de 2% a 6% . As válvulas de alívio instaladas em 
vasos de pressão são projetadas para capacidade máxima de alívio com 10% de sobrepressão. 
 
Após o alívio, o fechamento vai ocorrer quando a pressão cai até um determinado valor abaixo do ponto 
de abertura, e a mola supera as forças que agem no disco e o move até o contato novamente com a 
sede do bocal. 
 
Muitos modelos de válvulas de alívio são adaptações de projetos de válvulas para serviço com fluido 
compressível. Estas válvulas quando usadas em serviço com líquido requerem sobrepressão da ordem 
de 25% para atingirem abertura plena e operação estável, dado que líquidos não proporcionam as 
forças expansivas características dos gases. Para aplicações como descarga de bombas e proteção de 
tubulações podem ser utilizadas válvulas de alívio que alcançam o curso máximo com 25% de 
sobrepressão. Eventualmente válvulas construídas para sobrepressão de 25% são usadas em serviço 
com 10% de sobrepressão, utilizando-se um fator de 0,6 para correção da capacidade de alívio. 
 
O diferencial de alívio (diferença porcentual entre a pressão de abertura e a de fechamento) é 
constante. Alguns modelos especiais de válvulas de alívio tem um perfil adequado do disco e suporte 
do disco, de modo que conseguem diferenciais de alívio em torno de 5% a 7%, e podem ser 
normalmente usadas em vasos de pressão. De modo geral as válvulas de alívio tem diferencial de 
alívio da ordem de 15% a 20%; caso sejam utilizadas em vasos de pressão é necessário verificar que a 
pressão de operação fique abaixo da pressão de fechamento. Para outros usos, como tubulações e 
descargas de bombas, diferenciais de alívio de 20% são adequados. 
 
 
 
Figuras 2.3 e 2.4 Válvula de alívio 
 
A válvula de alívio tem castelo fechado, para evitar vazamento de líquido para atmosfera. De modo 
geral as válvulas de alívio descarregam para sistemas fechados, e podem se apresentar pressurizadas 
no lado da descarga. A pressão existente à jusante da válvula é denominada contrapressão. Nas 
válvulas de alívio a contrapressão geralmente é fixa, de modo que na calibração em oficina desconta-se 
o valor da contrapressão para ajustar a pressão de abertura. Se a contrapressão for variável estas 
 
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válvulas não devem ser usadas. Para aplicações que não apresentam riscos ambientais ou de 
segurança, como por exemplo água, as válvulas podem descarregar para a atmosfera . 
 
As válvulas de alívio geralmente são pequenas, de construção simples. A conexão de descarga é maior 
que a conexão de entrada para facilitar o escoamento e evitar o desenvolvimento de contrapressão 
quando a válvula está descarregando. As conexões normalmente são rosqueadas, e eventualmente 
flangeadas. O orifício (menor área de passagem de fluido pelo bocal) das válvulas de alívio pequenas 
não é padronizado, variando de acordo com os fabricantes, que fornecem catálogos com as dimensões 
dos orifícios e tabelas para determinação da capacidade de alívio. 
 
As válvulas de alívio são usadas em sistemas onde é necessário aliviar produtos líquidos. As 
aplicações típicas são: descarga de bombas, trocadores de calor e alívio térmico de tubulações. 
 
Curva de abertura e fechamento de válvula de alívio. Uso com líquidos . 
 
 
2.2 Válvulas de segurança 
 
São dispositivos usados somente para gases e vapor d’água, projetados para dar uma abertura rápida 
e total com pequena sobrepressão. Quando a válvula de segurança está fechada durante operação 
normal, a pressão atuando sob o disco é neutralizada pela força da mola. Quando o valor da pressão 
multiplicado pela área sob o disco (área do bocal, área “A” na figura 2.6) se aproxima da força aplicada 
pela mola, a válvula começa a apresentar um pequeno vazamento que pode ser audível. Este pequeno 
vazamento de gás passa pelas sedes de assentamento e se expande na “câmara de aprisionamento” 
(área “B”), devido à restrição ao fluxo no espaço anelar entre o suporte do disco e o anel de regulagem. 
Como a pressão passa a agir em uma área maior, uma força adicional (força expansiva) ajuda a 
superar a força da mola. O incremento de pressão na câmara de aprisionamento “B” somado à pressão 
atuando sob o disco supera em muito a força da mola e a válvula abre num estalo (ação de disparo, ou 
“pop”). A ação de disparo é decorrente da força expansiva do gás na câmara de aprisionamento; 
quanto mais alto estiver este anel, mais pronunciada será a ação de disparo. Assim que a válvula abre, 
há um incremento adicional de pressão na área “C”. Isto é decorrente do súbito aumento de fluxo e da 
restrição anular entre a face inferior do suporte do disco e o anel de regulagem. Essa força adicional na 
área “C” provoca uma elevação substancial do disco no momento do disparo. 
 
No “pop” a válvula atinge cerca de 70 % da abertura máxima. A vazão é restringida pela abertura entre 
o bocal e o disco até que a sede do disco tenha se elevado cerca de 1/4 do diâmetro do bocal. Após o 
disco ter atingido esse grau de elevação a vazão passa a ser controlada apenas pela área do bocal. As 
válvulas de segurança instaladas em vasos de pressão são projetadas de modo que a condição de 
curso máximo seja obtida com 10% de sobrepressão. 
 
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Figura 2.5 . Válvula de segurança 
 
Após o alívio, a válvula vai fechar quando a pressão interna cair suficientemente abaixo do ponto de 
abertura para permitir que a força da mola supere a soma das forças que atuam nas áreas “A”, “B” e 
“C”. A pressão de fechamento é aquela na qual o disco reassenta no bocal. 
 
A pressão de fechamento é função do perfil do disco e seu suporte, e em menor grau, da posição do 
anel de regulagem, porque este altera a restrição à passagem do gás,e consequentemente as 
pressões que atuam nas áreas “A”, “B” e “C”. Quando o anel está posicionado mais alto, as restrições 
são maiores, e a pressão de fechamento diminui; se o anel ficar posicionado mais baixo vai haver 
menor restrição e pressão de fechamento aumenta. 
 
A pressão de fechamento é cerca de 5 a 7% menor que a pressão de abertura, para uso em vasos de 
pressão. No processo de certificação das válvulas de segurança pelo “National Board” segundo os 
critérios do ASME VIII-“Vasos de Pressão” os anéis são devidamente ajustados para atender este 
requisito. Os fabricantes devem informar aos usuários a correta posição do anel de regulagem para 
cada tamanho e modelo de válvula, porque nas calibrações em bancadas de teste não é possível 
verificar corretamente a pressão de fechamento. 
 
A pressão estática abre o disco, e uma força dinâmica o mantém aberto. Esta força é criada pela 
velocidade do fluxo, pela massa do gás e pela reação que age no suporte do disco devido ao desvio do 
gás na câmara de aprisionamento. Uma vazão mínima de 25% a 30% da capacidade de descarga é 
necessária para manter a válvula aberta. Uma vazão menor vai provocar uma condição de rápidas e 
sucessivas aberturas e fechamentos (“chattering”, batimento) que danifica as sedes de assentamento. 
 
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Figura 2.6 Detalhe da região de assentamento de disco e bocal 
 
 
Para o correto funcionamento das válvulas de segurança é necessário um diferencial entre a pressão 
de abertura e a pressão de operação da caldeira ou vaso de pressão. De modo geral, é estabelecido 
um diferencial mínimo de 10% ; para pressões acima de 1000 psi ( 70 Kgf/cm2 ) é aceitável um 
diferencial mínimo de 7% . 
 
As válvulas de segurança são utilizadas para fluidos que não são tóxicos ou inflamáveis, como ar 
comprimido e vapor d’água, e descarregam para atmosfera. Quando utilizadas para serviços com vapor 
d’água ou ar comprimido são obrigatoriamente fornecidas com dispositivo de acionamento manual que, 
em função das condições de serviço, deverá ser acionado periodicamente para garantir que as partes 
móveis estão livres para funcionar. Nas válvulas operando com ar comprimido e vapor d’água os 
castelos geralmente são abertos e a mola aparente. As conexões de entrada e saída normalmente são 
flangeadas, mas em válvulas de pequena capacidade podem ser rosqueadas. Na posição inferior do 
corpo existe um furo rosqueado que permite a drenagem de vapor que passa pelas sedes de 
assentamento e condensa no lado da descarga. 
 
 
 
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2.2.1 Válvula de segurança do tipo reação 
 
 
 
Figura 2.7 Válvula de segurança do tipo reação com dois anéis de regulagem. Uso com vapor. 
 
As válvulas de segurança usadas em caldeiras geralmente têm dois anéis de regulagem. Este projeto é 
denominado válvula de segurança do tipo reação. A válvula começa a abrir quando o vapor exerce uma 
força igual à carga da mola. O vapor então escapa passando entre as sedes do disco e do bocal, logo 
em seguida pelo anel inferior. A pequena quantidade de vapor que escapa imediatamente se expande e 
exerce pouca pressão no suporte do disco. Entretanto, a força exercida por este pequeno vazamento é 
suficiente para causar uma pequena elevação do disco que permite que mais vapor escape e provoque 
um acréscimo de pressão no suporte do disco. Quando o disco se eleva, o vapor que flui pela sede do 
bocal é desviado para baixo pelo anel superior, causando uma força de reação no disco em adição à 
pressão exercida pelo vapor. Não há restrição ao fluxo de vapor após a passagem pelas sedes, então o 
vapor pode se expandir tão rapidamente quanto possível, aumentando em velocidade e levando a um 
grande pronunciamento no efeito de reação. 
 
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Esta característica não ocorre no tipo “câmara de aprisionamento” porque a restrição oferecida pelo 
anel de regulagem e as obstruções no fluxo impedem a rápida expansão do vapor. A característica 
fundamental do tipo reação é o meio de reverter o fluxo de vapor, associado à condição que após as 
sedes não haverá restrição na área de fluxo. A válvula atinge o curso máximo com pequeno valor de 
sobrepressão. O código ASME I- “Caldeiras” estipula um valor máximo de 3% para a sobrepressão. As 
posições dos anéis de regulagem podem ser alteradas para modificar a força de reação e a pressão de 
fechamento. O posicionamento adequado dos anéis garante um funcionamento correto, com abertura 
plena sem trepidação e fechamento preciso. O código de caldeiras determina um valor máximo de 4% 
para o diferencial de alívio. O anel inferior tem uma influência muito mais pronunciada na ação “pop” e 
também no fechamento do que o anel superior. O menor valor de pressão de fechamento é conseguido 
quando se ajusta o anel inferior na mais alta posição possível. As válvulas instaladas em caldeiras 
podem ser calibradas no campo, deste modo deve-se conferir se as pressões de abertura e fechamento 
estão corretas, e efetuar ajustes no posicionamento dos anéis e na tensão da mola, quando necessário. 
 
 
 
 
Figura 2.8. Fluxo de vapor através do bocal e disco 
 
 
2.2.2 Válvula de segurança do tipo câmara de pressão 
 
Esta é uma válvula de segurança usada em caldeiras. No fechamento opera como um modelo de 
contrapressão, porque a força do vapor aprisionado na parte superior do suporte do disco é utilizada 
para auxiliar a mola no sentido de forçar o disco contra a sede do bocal. 
 
A elevação total é alcançada pelo posicionamento adequado dos anéis de regulagem superior e inferior 
( componentes G e O na figura 2.10, que mostra apenas os componentes internos da válvula na região 
acima do bocal ). Quando a elevação total é alcançada, o batente M encosta na tampa P, eliminando a 
oscilação e proporcionando estabilidade à válvula. Quando a válvula está descarregando na posição 
aberta, vapor é injetado na câmara H através de dois furos de injeção J localizados no topo do suporte 
do disco. Ao mesmo tempo, o colar sobreposto K sobe até uma posição fixa acima da arruela flutuante 
L. A área entre a arruela e a haste é conseqüentemente aumentada pela diferença entre os dois 
diâmetros do colar sobreposto. Nesta condição, o vapor da câmara H entra na câmara Q através da 
 
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área secundária formada pela arruela L e colar K na haste, e também através do orifício N, e escapa 
para atmosfera através da conexão de descarga R. 
No fechamento, o colar sobreposto K é ajustado para se mover sobre a arruela L, desse modo 
efetivamente reduzindo o escape de vapor da câmara H. O acréscimo instantâneo de pressão na 
câmara H, numa taxa controlada pelo orifício N, produz uma força para baixo na direção da carga da 
mola. O esforço conjunto da pressão e da mola resulta em fechamento preciso. O fechamento é 
amortecido através do posicionamento adequado do anel de regulagem inferior O. 
 
 
 
 
Figura 2.9 Válvula de segurança do tipo câmara de pressão. Uso com vapor. 
 
 
 
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Figura 2.10 Componentes internos da válvula do tipo câmara de pressão 
 
2.3 Válvulas de Segurança e Alívio 
 
São dispositivos automáticos de alívio de pressão adequados para trabalhar como válvulas de 
segurança ou como válvulas de alívio, dependendo da aplicação desejada. São bastante 
utilizadas e se classificam em dois tipos principais: válvula de segurança e alívio convencional 
e válvula de segurança e alívio balanceada. 
 
A descarga das válvulas de segurança e alívio de pressão é feita diretamente para atmosfera 
quando os fluidos são seguros e não contaminam o meio ambiente, por exemplo, ar 
comprimido, água, vapor d’água, etc. Quando os fluidos são tóxicos ou inflamáveis é 
necessário conectar a descarga da válvula a um sistema de tubulações fechado, que vai 
coletar os fluidos e levar até local apropriado para descarte, armazenamento ou queima. 
Nestes casos a pressão atuante na descarga da válvula, denominada contrapressão, irá 
 
12afetar diretamente suas características operacionais: pressão de abertura, pressão de 
fechamento, capacidade de alívio e comportamento durante a atuação. 
 
Válvulas de segurança e alívio que descarregam para sistemas fechados não podem ter 
castelo aberto para atmosfera, porque isso implicaria em contaminação ambiental. O castelo é 
aberto para a descarga da válvula, geralmente em pressão maior que a atmosférica. A 
contrapressão age no mesmo sentido da força da mola, aumentando a pressão de abertura. 
Se for constante, pode ser levada em conta no ajuste da pressão de abertura. Ao calibrar a 
válvula na oficina deve-se descontar o valor da contrapressão. Uma válvula ajustada para 
abrir no campo com 20 Kgf/cm2 e sujeita a 2 Kgf/cm2 de contrapressão deve portanto ser 
calibrada na oficina com 18 Kgf/cm2 . 
 
 
 
Em muitos casos a contrapressão não é constante. Um exemplo comum ocorre quando várias 
válvulas descarregam em um mesmo coletor. Neste caso deve-se utilizar uma válvula que 
tenha mecanismo de balanceamento para neutralizar o efeito da contrapressão. 
 
No momento em que a válvula está aberta e aliviando, surge uma contrapressão no lado da 
descarga, que atua no sentido de fechar a válvula. Esta contrapressão, denominada 
desenvolvida, inerente ao próprio funcionamento da válvula, decorre da perda de carga na 
tubulação conectada na descarga. Quanto maior o comprimento e menor o diâmetro da 
tubulação de descarga maior será a contrapressão desenvolvida. Acima de 10% da pressão 
de abertura a contrapressão desenvolvida vai gradativamente reduzindo a capacidade de 
alívio até fechar completamente a válvula. 
 
Para uso com gases as válvulas são construídas para atingir sobrepressão de 10% . Para 
líquidos a sobrepressão é de 10% para uso em vaso de pressão, e para outros serviços é 
admissível sobrepressão de 25%. 
 
O anel de regulagem nas válvulas que trabalham com gases é ajustado para assegurar ação 
de disparo, sobrepressão de 10% e garantir pressão de fechamento em valores cerca de 5 a 
7% abaixo da pressão de abertura. Para uso com líquidos o anel não tem nenhum efeito na 
ação de disparo ou na regulagem da pressão de fechamento porque líquidos não tem efeito 
expansivo, deve ser colocado na posição inferior para não reduzir a capacidade de descarga. 
 
As conexões de entrada e saída normalmente são flangeadas, podendo também ser 
rosqueadas. Válvulas de segurança e alívio podem ter furo rosqueado para drenagem do 
 
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corpo; neste caso somente podem ser usadas quando não há contrapressão e se conecta 
uma tubulação de pequeno diâmetro para drenar líquidos acumulados para um local seguro. 
 
As válvulas de segurança e alívio geralmente são de bocal integral: o bocal é rosqueado na 
parte inferior do corpo e sua parte inferior se projeta para fora do corpo da válvula. Existem 
válvulas de construção denominada semibocal, onde o bocal é rosqueado na parte média do 
corpo. Nestas válvulas há risco de vazamento através da rosca, e pelas sedes de 
assentamento devido a desalinhamento do bocal provocado por tensões no lado da descarga 
da válvula. O semibocal é habitualmente selado com solda para evitar passagem pela rosca. 
 
As válvulas flangeadas tem suas dimensões externas estabelecidas pelo padrão API Std.526. 
Este guia estabelece também a padronização dos orifícios de passagem de fluxo pelo bocal, 
de modo que nas mesmas instalações se podem usar válvulas de fabricantes diferentes. 
 
2.3.1 Válvulas de Segurança e Alívio Convencionais 
 
As válvulas de segurança e alívio convencionais são apropriadas para alívio de gases ou 
líquidos tóxicos e inflamáveis, desde que a contrapressão não supere o valor de 10% da pressão de 
abertura. Para condições corrosivas o uso deste modelo de válvula deve ser visto com cuidado. 
Nas válvulas convencionais o castelo, que serve de alojamento para a mola, deve permanecer 
fechado, para evitar qualquer vazamento para a atmosfera. 
 
 
 VÁLVULA CONVENCIONAL VÁLVULA BALANCEADA 
 
2.3.2 Válvulas de Segurança e Alívio Balanceadas 
 
São válvulas projetadas de tal modo que a contrapressão tem muito pouca influência na pressão de 
abertura. Estas válvulas são de dois tipos: balanceadas com pistão e balanceadas com fole. No tipo 
 
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com pistão, a área da face superior do disco que está exposta à contrapressão é igual à área da face 
inferior, de modo que o efeito da contrapressão se neutraliza. Como o castelo é aberto para a 
atmosfera, a face do topo do pistão, que tem a mesma área que o bocal, está sujeita à pressão 
atmosférica e portanto não afeta a abertura. Os gases que escapam do castelo das válvulas 
balanceadas do tipo com pistão devem ser removidos com um mínimo de restrição e de maneira 
segura. 
 
No tipo com fole a área superior do disco, que tem a mesma dimensão da área do bocal, não sofre 
ação da contrapressão pois fica protegida pelo fole. A área superior do disco externa ao fole é igual á 
área inferior do disco externa ao bocal, assim não existem forças desbalanceadas sob qualquer 
contrapressão. O fole isola também do castelo o fluido de serviço, o que torna este tipo de válvula 
indicada quando há possibilidade de corrosão nas partes internas (guias, haste, mola, etc.). 
 
 
 
As válvulas balanceadas tornam possível a descarga em coletores de pressão alta ou variável. Ambos 
os tipos devem ter a abertura do castelo suficientemente grande para garantir que o castelo não seja 
pressurizado durante a descarga da válvula. As válvulas com fole são preferidas porque apresentam 
menos riscos para segurança e meio ambiente. Alguns fabricantes produzem modelos que utilizam os 
dois mecanismos de balanceamento. Quando há risco de contaminação em caso de ruptura ou furo no 
fole, deve-se conectar ao castelo uma tubulação que transporte os fluidos para local seguro. 
 
As válvulas balanceadas podem ser utilizadas para valores de contrapressão desenvolvida superiores a 
10%, porque o mecanismo de balanceamento neutraliza o efeito da contrapressão. Para alguns 
modelos com fole os fabricantes admitem o uso para valores de contrapressão total (superimposta + 
desenvolvida) de até 50% da pressão de abertura. Estes altos valores de contrapressão devem ser 
vistos com cuidado porque pequenas diferenças geométricas nas áreas acima e abaixo do disco 
causam desbalanceamento e comprometem a capacidade de alívio da válvula. 
 
As válvulas de segurança e alívio balanceadas podem ser utilizadas para alívio de líquidos ou gases 
tóxicos, inflamáveis ou corrosivos onde a contrapressão do sistema seja constante ou variável. As 
válvulas balanceadas com fole são especialmente efetivas no alívio de produtos considerados 
corrosivos ou tóxicos porque, pelas suas características construtivas, impedem a passagem desses 
fluidos através das superfícies das partes móveis evitando não só o emperramento destas partes em 
função da formação de produtos de corrosão, como também o seu possível escapamento para o meio 
ambiente. Tendo em vista que as válvulas balanceadas com pistão tem possibilidade de permitir um 
escape de fluido através das superfícies de guia das partes móveis, elas devem ter o castelo ventilado 
ou drenado para locais considerados adequados. As válvulas balanceadas com fole não apresentam 
esses inconvenientes a não ser por ruptura do fole. Válvulas que trabalham com fluidos perigosos 
devem ter tubulações de pequeno diâmetro conectadas ao furo do castelo e ventiladas para local 
seguro. A conexão do castelo não pode ser tamponada porque em caso de furos ou passagem pelo 
fole o castelo será pressurizado, implicando em risco de alteração na pressão de abertura, redução na 
capacidade de alívio e danos ao fole devido à pressurização interna. 
 
15 
 
2.4 Válvulas com anel de vedação resiliente ( O-ring ) 
 
São válvulas de segurança e alívio convencionais ou balanceadas, similares em todos os aspectos a 
estas válvulas, excetoque os discos são projetados para acomodar algum tipo de anel macio e 
resiliente. A carga da mola é suportada unicamente pela parte metálica das sedes de assentamento, e 
o anel resiliente posicionado externamente ao disco funciona como um elemento exclusivamente de 
vedação. Essa válvula proporciona uma estanqueidade excelente, e permite a utilização com pressões 
de operação muito mais próximas da pressão de abertura do que as válvulas com vedação metal-metal, 
ou em outras situações em que um pequeno vazamento promove desgaste das sedes e consequente 
agravamento da perda de vedação. 
 
Os anéis resilientes são fabricados em vários tipos de elastômeros, como Buna N, Viton, Silicone, 
Kalrez, etc. São utilizados também Etileno-Propileno e Teflon. O limite máximo de pressão que esses 
materiais podem ser utilizados é de 1500 psig ( cerca de 100 kgf/cm2 ). As temperaturas não podem ser 
inferiores a –100 °C ou superiores a 230 °C . É preciso também verificar a compatibilidade química do 
material do “O-ring” com o fluido de serviço. 
 
 
As válvulas com assento resiliente são indicadas para as seguintes situações: 
- pressão de operação próxima da pressão de abertura. A carga da mola diminui conforme se 
está próximo da pressão de abertura, reduzindo a vedação. Pode ocorrer também um pequeno 
vazamento (chiado) quando há variação na pressão de operação; a válvula não consegue abrir 
totalmente, e esse chiado pode provocar desalinhamento na válvula, com consequente 
agravamento da situação. O anel resiliente de vedação garante estanqueidade e não permite a 
ocorrência do chiado. 
- aplicações sujeitas a fortes vibrações, como compressores, bombas, etc. A vibração da válvula 
de segurança e alívio pode provocar vazamento. Pode haver também um rápido incremento na 
pressão de operação, fazendo esta se aproximar da pressão de abertura. 
- nos casos onde ocorrem danos nas sedes devido à corrosão ou erosão provocada por 
partículas estranhas quando a válvula abre. O anel resiliente mantém a vedação mesmo 
quando as sedes estão danificadas; isto evita o agravamento dos danos. 
- partículas estranhas que ficam presas nas sedes, após a abertura da válvula, provocando 
vazamento. O anel de vedação mantém a estanqueidade nesta situação. 
- Fluidos leves como hidrogênio, hélio, amônia anidra, etc. são de difícil contenção. O anel 
resiliente elimina os vazamentos desses fluidos leves. 
- Há situações em que ocorre desalinhamento nos internos devido a tensões no corpo da válvula 
ou partículas presas nas guias, provocando vazamento. O anel resiliente mantém a vedação 
nestas condições. 
 
Tendo em vista que os anéis de vedação podem ser selecionados para resistir ao ataque da maioria 
dos fluidos, em geral as limitações destas válvulas referem-se às pressões e temperaturas limites em 
que estes anéis podem operar. 
 
16 
 
 
2.5 Válvula de Segurança do tipo Piloto Operada 
 
As válvulas de segurança do tipo piloto operadas são utilizadas para altas pressões e quando se 
necessita de alta capacidade, porque proporcionam uma abertura ampla e rápida e custam menos que 
as válvulas de segurança e alívio de grandes diâmetros. São compostas de uma válvula piloto, de 
pequenas dimensões, e uma válvula principal. O sistema de controle da válvula é atuado diretamente 
pela pressão do fluido. A função da válvula piloto é acionar a válvula principal, por onde vai escoar o 
fluido contido no equipamento protegido pela válvula. 
 
A figura abaixo é de uma válvula piloto operada de ação instantânea. A válvula principal é mantida 
fechada pela pressão estática que atua sobre a parte superior do pistão. Como esta face tem 
aproximadamente o dobro da área da face inferior o esforço resultante mantém a válvula fechada. 
Quando a pressão no equipamento atinge a pressão de abertura da válvula piloto ocorre a abertura 
instantânea do relé disparador da válvula piloto. A ação de levantamento do relé disparador fechará o 
obturador, cortando a alimentação do fluido. Desta forma haverá uma rápida exaustão do pequeno 
volume acima do pistão da válvula principal para a atmosfera. O pistão é então impulsionado para cima 
pela pressão atuando na sua parte inferior, e a válvula principal abre rápida e completamente. 
Sobrepressão não é necessária para se alcançar o curso máximo e portanto a capacidade máxima. 
 
 
 
Figura 2.11 Válvula do tipo Piloto Operada de ação instantânea 
 
17 
 
 
Figura 2.12 Válvula Piloto Operada de ação instantânea em corte 
 
A válvula principal permanece aberta no curso máximo até que a pressão no equipamento seja 
reduzida a um valor pré-determinado. Isto é conseguido porque a área do obturador é pouco maior que 
a área do relé disparador, e a válvula permanece fechada. O movimento de abertura 
da válvula piloto transfere a função de atuação do relé disparador para o obturador, que comandará a 
exaustão e o curso da válvula principal. Quando a pressão no equipamento for reduzida, a força 
resultante da atuação da pressão na área do obturador é superada pela carga da mola e dispara a 
abertura do obturador e o consequente fechamento do disco relé disparador. A pressão de entrada é 
então rapidamente dirigida ao topo da válvula principal que fecha suave e firmemente. A condição de 
pressão estática é restabelecida e as forças originais mantém a válvula fechada e estanque. 
 
O funcionamento da válvula tipo piloto operada não é afetado pela contrapressão. Válvulas tipo piloto 
operadas podem ser utilizadas em serviços com contrapressão de até 90% da pressão de abertura. 
Elas possuem anéis resilientes de vedação no piloto e na válvula principal que proporcionam alta 
estanqueidade. 
 
As válvulas tipo piloto operadas de ação instantânea são usadas onde são requeridas grandes áreas de 
alívio para altas pressões de ajuste; onde o diferencial entre a pressão normal de operação e a pressão 
de ajuste do dispositivo é muito baixo; onde descargas muito curtas são requeridas; onde as 
contrapressões são elevadas e dispositivos balanceados são requeridos; em vasos de armazenamento 
de baixa temperatura para evitar congelamento e emperramento do dispositivo. 
 
 
18 
 
As válvulas tipo piloto operadas não são devem ser usadas onde é necessário aliviar fluidos viscosos, 
“sujos” ou com alta temperatura, e onde a compatibilidade química do produto a aliviar é questionável 
em relação aos materiais dos anéis de vedação da válvula, ou onde a corrosão possa impedir a 
atuação adequada do piloto. 
 
 
RELAÇÃO ENTRE ELEVAÇÃO DO DISCO E PRESSÃO DO VASO EM 
UMA VÁLVULA DO TIPO PILOTO OPERADA DE AÇÃO INSTANTÂNEA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VÁLVULA PILOTO VÁLVULA PRINCIPAL 
CONDIÇÃO FECHADA CONDIÇÃO FECHADA 
Pressão fluido x Área disco < Força da mola Pressão fluido x Área superior do pistão >> 
Pressão fluido x Área inferior disco 
ABERTURA ABERTURA 
1) Pressão fluido x Área disco = Força da mola 
2) Disco desarma 
3) Obturador é armado 
4) Exaustão do fluido para atmosfera. Fluido não 
passa pela válvula. 
Pressão atmosférica << Pressão fluido x Área 
inferior do pistão 
Válvula abre rapidamente 
VÁLVULA PILOTO VÁLVULA PRINCIPAL 
CONDIÇÃO ABERTA CONDIÇÃO ABERTA 
Pressão fluido x Área obturador > Força da mola Pressão fluido x Área inferior do disco >> Pressão 
atmosférica 
FECHAMENTO FECHAMENTO 
1) Pressão fluido x Área do obturador = Força da 
mola 
2) Obturador desarma 
3) Disco é armado 
4) Fluido passa através da válvula piloto até 
válvula principal 
1) Fluido passa até região superior do disco 
2) Pressão fluido x Área superior do disco >> 
Pressão fluido x Área inferior do disco 
Válvula fecha 
 
As válvulas piloto operadas são fornecidas com os orifícios de passagem padronizados de acordo com 
a norma API 526. Alguns projetos permitem, através da instalação de um parafuso que limita o curso do 
pistão da válvula principal, ajustar a área da cortina e reduzir a capacidade de alívio paravalores 
customizados. Isto reduz o risco de superdimensionar a válvula e limita desnecessária perda de 
produto. Futuramente, se houver necessidade de aumentar a capacidade, basta ajustar o parafuso para 
 F DIF. ALÍVIO A SOBREPRESSÃO C 
 0 
100 
A - PRESSÃO DE ABERTURA 
F - PRESSÃO DE FECHAMENTO 
C - PRESSÃO DE ALÍVIO MÁXIMA 
 
 
19 
 
uma posição mais alta. Os detalhes de ajuste desse parafuso devem ser verificados com cada 
fabricante. 
 
 
Figura 2.13 Elevação restringida para customizar a capacidade de alívio 
 
 
2.5.1 Válvula Piloto Operada de ação modulante 
 
A válvula do tipo piloto operada de ação modulante abre proporcionalmente ao excesso de pressão, 
acima da pressão de abertura. Esse comportamento é vantajoso em relação às válvulas piloto 
operadas de ação instantânea nas situações em que se procura evitar grande perda de produto (alívio 
de oleodutos p.ex.) ou danos nas tubulações devidos a “martelos” , em razão da abertura abrupta de 
uma válvula de bloqueio. 
 
A válvula modulante abre, e também fecha, de modo gradual. O escoamento através do piloto é 
mínimo. A válvula piloto e a válvula principal permanecem fechadas quando a pressão no sistema é 
inferior à pressão de abertura; a pressão na entrada da válvula principal ( câmara A ) passa pela linha 
sensora até a válvula piloto, e através desta até a região superior da válvula principal ( câmara B ). A 
área superior do pistão da válvula principal é superior à área inferior, portanto a válvula permanece 
fechada e estanque. Os anéis macios de vedação do pistão auxiliam na obtenção de alta 
estanqueidade. A pressão do sistema que age na câmara sensora (câmara C) atua no diafragma, 
contra a força da mola. Até que a pressão de abertura seja alcançada, essa pressão é inferior à força 
da mola. Quando a pressão de abertura é alcançada, a força gerada na câmara sensora C vence a 
força da mola e levanta o conjunto do diafragma. Isto faz com que a válvula de entrada do piloto se 
feche, bloqueando a passagem de fluido para a câmara B. O disco da válvula de entrada (no piloto) 
encosta no assento e libera o funcionamento da válvula de exaustão. Isto permite o escapamento de 
fluido através da linha de exaustão, reduzindo a pressão da câmara B. A pressão acima do pistão 
continua a cair enquanto a sobrepressão na câmara C continua a aumentar. A válvula principal inicia 
sua abertura quando a força atuando na parte superior do pistão torna-se menor que a força aplicada 
pela sobrepressão na área inferior do pistão. 
 
Como há retenção da pressão no domo da válvula principal, a abertura será proporcional ao incremento 
da sobrepressão. Isso permite que uma pequena sobrepressão seja aliviada sem abrir totalmente a 
válvula principal. Se a pressão continuar a aumentar o piloto vai reduzir a pressão na câmara B, em 
consequência causando maior abertura da válvula principal. Esse processo prossegue até que a 
pressão do domo fique igual à da linha de exaustão. A válvula principal estará totalmente aberta, e isso 
ocorre antes da pressão do sistema atingir 10% acima da pressão de abertura. 
 
Para fechar a válvula principal o piloto deve repressurizar a câmara B. À medida que cai a pressão do 
sistema nas câmaras A e C, a força para cima no diafragma é reduzida. Quando a pressão decrescente 
do sistema se aproxima da pressão de ajuste, a válvula de exaustão se fecha e abre a válvula de 
entrada (no piloto). O fluido da câmara C escoa novamente para a câmara B, forçando o pistão da 
válvula principal para baixo. Ela fecha gradualmente na medida em que a pressão do sistema cai. A 
válvula principal continua a se fechar até que a pressão de reassentamento seja alcançada no 
 
20 
 
sistema. Neste momento a válvula piloto retorna à posição fechada e a pressão na câmara B força o 
pistão contra o assento. O diferencial de alívio é fixo com um valor típico de 5% . 
 
Existem diferentes modelos de válvulas e pilotos disponíveis. A utilização de piloto sem fluxo é mais 
interessante porque não há passagem de fluido por dentro do piloto durante um ciclo de abertura, 
desse modo impurezas porventura existentes não danificam seus internos. 
 
 
Figura 2.14 Válvula Piloto Operada de ação modulante 
 
 
21 
 
3. OUTROS DISPOSITIVOS DE ALÍVIO DE PRESSÃO 
 
3.1 DISCOS DE RUPTURA 
 
Um disco de ruptura é um diafragma fino, normalmente mantido em um alojamento especial, que alivia 
o excesso de pressão através do rompimento a uma pressão pré-determinada. Os discos de ruptura 
são disponíveis em vários tipos de ligas metálicas, metais associados com plásticos ou metais 
revestidos com pintura. 
 
Diferentemente das válvulas de segurança, o disco de ruptura não bloqueia novamente. Após uma 
ocorrência operacional o disco rompido tem que ser substituído. Os discos de ruptura não têm partes 
móveis, são mais simples que válvulas de alívio de pressão e mais leves. Podem ser construídos em 
materiais altamente resistentes à corrosão, que não são práticos em válvulas. São indicados também 
para serviço com líquidos muito viscosos. 
 
O disco de ruptura é um dispositivo sensível à temperatura. As pressões de rompimento podem variar 
significativamente com a temperatura real do diafragma metálico, e esta pode ser diferente da 
temperatura normal do fluido em operação. Na especificação devem ser informadas a pressão e a 
temperatura em que o disco é esperado romper. 
 
O disco de ruptura pode ser o único dispositivo de alívio de pressão do sistema ou pode ser usado 
conjuntamente com válvulas de segurança, em série ou em paralelo. O uso em paralelo com válvulas 
de segurança e alívio, como um dispositivo de alívio secundário, é para atender contingências remotas 
que requerem grandes áreas de alívio ou ação de resposta instantânea, p.ex.furos em tubos de 
trocadores de calor ou reações explosivas em reatores de polimerização. 
 
São utilizados a montante de válvulas de segurança e alívio para: protegê-las de fluidos corrosivos, 
que provocariam danos às sedes e corrosão dos internos; evitar obstruções internas e emperramento 
das guias provocados pelo vazamento de fluidos que polimerizam; evitar emissões fugitivas de fluidos 
tóxicos, muito voláteis ou economicamente muito valiosos. 
 
 
 
Figura 3.1 Conjunto disco de ruptura e alojamento instalado em tubulação 
 
Eventualmente são instalados a jusante das válvulas de segurança e alívio para proteger dos fluidos 
que ficam no lado da descarga. Cuidados devem ser tomados para garantir que contrapressão não vai 
se desenvolver no espaço entre a válvula e o disco. 
 
Existem diversos tipos e modelos de discos de ruptura normalmente disponíveis. Os tipos mais 
utilizados, com suas características de funcionamento, vantagens e desvantagens, são apresentados a 
seguir. 
 
22 
 
3.1.1 Disco Convencional 
 
Também chamado de disco sólido. São fabricados em metal com um abaulamento em forma de domo 
previamente conformado. Este tipo de disco é instalado com o lado côncavo voltado para o fluido, de 
modo que a membrana fica submetida a tensões de tração. Quando a pressão no sistema atinge a 
pressão de rompimento ( PR ), o domo se deforma e então rompe devido à excessiva carga de tração. 
A pressão de rompimento é função do material do disco, de sua espessura e diâmetro e da temperatura 
de trabalho. 
 
 
Figura 3.2 Disco de ruptura sólido ( convencional ) 
 
Este modelo de disco, o mais barato de todos, tem sido usado desde 1931. Os discos convencionais 
são largamente utilizados porque atendem a uma ampla gama de tamanhos e pressões. São 
disponíveis em tamanhos de 1/8” até 44” e pressões de 2 psi até 100 000 psi (0,14 a 7000 kgf/cm2) 
para serviço com líquidos ou gases. As temperaturas de utilização vão desde serviço criogênico até 
cerca de 600 ºC. Na aquisição dos discos deve-se selecionar materiais quimicamente resistentes aos 
fluidos de processo. Os materiais de fabricação padrãosão alumínio, níquel, inox 316, monel e inconel. 
Podem também ser fabricados em hastelloy, prata, titânio e tântalo e serem revestidos com resinas 
plásticas para proteger contra a corrosão. Para que estes discos apresentem bom desempenho é 
necessário que a pressão de operação do sistema protegido seja no máximo 70% da pressão de 
rompimento do disco de ruptura. Se estes discos forem instalados em serviço pulsante (oscilações na 
pressão de  10% da pressão de operação) a máxima pressão de operação deve ser mantida em 0,5 
PR para evitar falha prematura por fadiga. 
 
 
 
 
23 
 
 
Dependendo do tamanho do disco e da pressão de rompimento, um disco convencional pode ser muito 
fino. Para evitar danos na região de contato com os alojamentos são instalados anéis de apoio. 
Suportes para vácuo também podem ser necessários quando a pressão no sistema protegido ficar em 
valor menor que a pressão a jusante do disco. Esses suportes são colocados na parte côncava do 
disco e vão abrir rapidamente quando o disco romper. Para garantir o uso correto dos anéis de apoio e 
suportes para vácuo eles devem ficar permanentemente acoplados ao disco. 
 
 
 Figura 3.3 Disco de ruptura convencional com suporte para vácuo 
 
No uso destes discos deve-se considerar que seu modo de falha é irregular, podendo fragmentar 
quando utilizados com fluidos compressíveis. Isto pode se tornar perigoso se os fragmentos obstruírem 
a passagem do fluxo. Durante a instalação deve-se tomar cuidado para não amassar ou arranhar o 
disco porque as tensões desenvolvidas nestas regiões podem reduzir a pressão de rompimento. Outro 
cuidado na instalação é quanto à posição do disco; se instalados ao contrário vão romper em pressão 
menor que a especificada, a não ser que tenham suporte para vácuo. Neste caso o suporte para vácuo 
somente irá se abrir em pressão muito mais alta que a especificada, o que configura uma condição 
muito insegura. 
 
3.1.2 Disco Vincado 
 
 
 
Figura 3.4 Disco de ruptura vincado 
 
24 
 
São discos previamente conformados e fabricados com vincos (sulcos) em um padrão definido de 
modo a ficarem menos resistentes. Eles rompem devido a tensões de tração ao longo dos sulcos. As 
vantagens destes discos em relação aos convencionais é que não se fragmentam após ruptura e não 
necessitam suporte para vácuo. Podem ser utilizados para pressões de até 85% da pressão de 
rompimento. São fabricados em tamanhos de ½’ a 24”, para pressões desde 10 psi até 1800 psi ( 0,70 
a 125 kgf/cm2), nos materiais padrão utilizados nos discos convencionais. 
 
3.1.3 Disco Composto 
 
Tipicamente, o disco composto possui uma seção superior perfurada, que define a pressão de 
rompimento pelo tamanho e localização dos furos e rasgos. Sob essa seção resistente à pressão há 
uma membrana metálica ou plástica que veda e protege a seção superior. De modo semelhante ao 
disco convencional, o disco composto pode necessitar de anéis de apoio e suportes para vácuo, em 
função do tamanho, pressão de rompimento e temperatura. Os anéis de apoio podem ser instalados a 
montante ou jusante, enquanto que o suporte para vácuo é colocado a montante, internamente ao 
conjunto. Todos esses componentes são acoplados formando um sanduíche. 
 
Esses discos permitem o uso em condições mais corrosivas que os discos convencionais, mas 
somente em pressões mais baixas. São fabricados em tamanhos de 1” até 30” , para pressões de 
ruptura de 5 psi a 1000 psi (0,35 a 70 kgf/cm2). A seção superior resistente à pressão é fabricada nos 
materiais padrão. A seção de vedação geralmente é fabricada em polímero do tipo fluorelastômero, 
como o Teflon, podendo se utilizar também metais muito resistentes à corrosão, como hastelloy, 
inconel, prata, platina , titânio e tântalo. Pode ser utilizado até 80% da PR . Discos de teflon podem ser 
utilizados até no máximo 260 º C . 
 
 
 
Figura 3.5 Disco de ruptura composto 
 
3.1.4 Disco Reverso com Facas 
 
Em razão dos problemas operacionais que tem acarretado, este modelo de disco está 
progressivamente sendo substituído por outros com melhor desempenho. O disco reverso com facas 
fica com o lado convexo em contato com o fluido, de modo que o domo trabalha sob compressão. Ao 
contrário do disco convencional, o disco reverso não afina quando a pressão se aproxima do ponto de 
rompimento. Quando a pressão atinge um determinado valor aparece uma deformação que aumenta de 
tamanho e leva o disco a reverter na direção de menor pressão. Quando isto acontece, as facas que 
estão à jusante penetram e cortam o disco em três ou mais pétalas, sem fragmentação. 
 
A pressão de abertura do disco reverso com facas não depende da espessura do material; é quase 
exclusivamente função da geometria do domo e das características das facas. Desse modo, o disco 
 
25 
 
reverso pode ser feito com espessura suficiente para não necessitar de suportes contra vácuo, e pode 
ser usado para pressões de operação de até 0,9 PR . Este modelo de disco foi projetado para não 
fragmentar e ser usado na proteção de válvulas de segurança e alívio. 
 
 
 
Figura 3.6 Disco de ruptura reverso com facas 
 
Os discos reversos com facas tem tamanhos de 1” até 24” , para pressões de 10 psi a 1800 psi (0,7 a 
125 kgf/cm2), nos materiais padrão fornecidos para discos convencionais, atendendo temperaturas até 
560 ºC. Alguns modelos possuem pintura ou revestimento para melhorar o desempenho em serviço 
corrosivo. Os principais problemas destes discos de ruptura são: danos nas facas (corrosão, perda de 
corte por reutilização, etc.) que impedem que o disco se rasgue; instalação ao contrário, que resulta em 
rompimento a uma pressão 3 a 4 vezes acima do especificado porque o disco tem maior espessura; 
discos reversos não podem ser usados em sistemas contendo líquido, porque vai ocorrer deformação 
do disco, que poderá assentar sobre as facas, sem romper, e a pressão necessária para empurrar o 
disco pelas facas será muito alta, cerca de 3 a 4 vezes a pressão especificada para rompimento. 
 
 
26 
 
3.1.5 Disco Reverso Vincado 
 
São discos em forma de domo tornados menos resistentes através de vincos (sulcos) feitas ao longo de 
um padrão definido. O mecanismo de atuação destes discos é semelhante ao do disco reverso com 
facas, com a diferença de que assim que o disco reverte, os sulcos não conseguem suportar a ação 
combinada da pressão e da força de reversão, e o disco se rompe ao longo dos sulcos. A ruptura não é 
dependente das facas e sim controlada pela espessura do metal na linha dos sulcos. A reversão é 
definida pela geometria do domo. A possibilidade de fragmentação é eliminada, permitindo o uso na 
proteção de válvulas de segurança. 
 
Estes discos oferecem os mesmos benefícios dos discos reversos com facas, como dispensar o uso de 
suportes para vácuo e possibilidade de operar até 90 % da pressão de rompimento, mas com 
vantagens sobre aqueles discos. Se o disco é instalado ao contrário, ele vai romper a uma pressão 
mais alta, mas como a espessura do sulco é que define a pressão de rompimento, esta não será 
superior a 1,5 Pr . Da mesma maneira que outros discos reversos, estes também não são adequados 
para uso em sistemas que trabalham com líquidos. São construídos em tamanhos de 1” até 24” , para 
pressões de 24 psi até 1000 psi ( 1,7 a 70 kgf/cm2) . 
 
 
Figura 3.7 Disco reverso vincado 
 
3.1.6 Disco Plano 
 
Discos compostos planos são utilizados para proteger vasos que operam em baixa pressão (operação 
até 7,5 psig), tanto de pressões positivas quanto de pressões negativas. 
 
Um modelo de disco plano mais comum é o disco de grafite, utilizado para pressões de 1 psi até 1000 
psi, em temperaturas de – 70 º C a 200 º C , tamanhos de 1” até 24” . Podem ser usados até 80% da 
pressão de rompimento. Este disco, fabricado em grafite impregnado com resina, oferece grande 
resistência química à maioria dos fluidos de processo.Pode necessitar de suporte para vácuo. Para 
evitar possíveis danos durante a instalação é recomendável colocar uma armadura externa de aço 
inoxidável. Os discos de grafite são instalados entre flanges especiais, sempre com juntas macias para 
evitar rompimento prematuro. 
 
 
 
27 
 
 
 
Figura 3.8 Disco plano de grafite 
 
3.1.7 Seleção de discos de ruptura 
 
Quando se especifica um disco de ruptura para compra, deve-se informar a pressão de rompimento e 
também o desvio de fabricação. O desvio de fabricação é usado pelos fabricantes para compensar o 
fato que não é prático manter estoques de chapas metálicas com todas possíveis espessuras 
necessárias. Por exemplo, quando se requisita um disco com pressão de rompimento de 100 psig e 
desvio de fabricação de -10/+5 % o disco pode ser fabricado para abrir a pressões entre 90 psig e 
105 psig. Os usuários devem ser alertados para não selecionar discos que tem limite superior de desvio 
de fabricação superior à pressão máxima de trabalho admissível do equipamento protegido. Um 
segundo termo é a tolerância de rompimento do disco, definida pelo código ASME em  5% . 
Prosseguindo com o exemplo acima, a máxima pressão de rompimento será de 110,2 psig ( 5% acima 
de 105 psig) e a mínima pressão de rompimento de 85,5 psig ( 5% abaixo de 90 psig). 
 
A pressão de rompimento do disco é função da temperatura no diafragma no instante do rompimento. 
A sensibilidade da pressão de rompimento à temperatura depende do material, sendo o alumínio o mais 
sensível e o Inconel o material menos susceptível. A temperatura pode ser um parâmetro difícil de 
definir, principalmente quando o disco está instalado no final de uma linha sem fluxo, e a temperatura 
no disco difere muito da temperatura do fluido. Deve-se procurar definir com a maior precisão possível 
a temperatura de rompimento do disco, porque isto é vital para a segurança do sistema. Em caso de 
dúvida, para se evitar maiores riscos deve-se utilizar Inconel ou especificar a temperatura mais baixa, 
p.ex. a temperatura do sistema de descarga, normalmente mais baixa do que a temperatura do 
processo. Como a resistência mecânica do metal é maior em temperatura mais baixa, há risco do disco 
abrir acima da PMTA do equipamento protegido caso seja especificada uma temperatura mais alta que 
a temperatura real de rompimento. Usando como exemplo um disco convencional de inox 316, 
selecionado para romper a 350 psig na temperatura de 200 ºC. Se a temperatura real de rompimento 
do disco é 150 ºC , a pressão de rompimento será de 365 psig, portanto 15 psig acima do valor 
especificado. 
 
Para o processo de compra são emitidas as folhas de especificação (“data sheet”) que devem conter 
pelo menos as seguintes informações: modelo, diâmetro, classe de pressão, pressão de ruptura, 
temperatura de ruptura, tolerância de fabricação, materiais do disco e do alojamento. 
 
 
28 
 
3.1.8 Instalação 
 
Discos de ruptura são normalmente instalados para proteger vasos, tubulações, bombas, etc., mas são 
proibidos pelo ASME I para uso em caldeiras. 
 
Quando instalados separadamente das válvulas de segurança e alívio, os discos de ruptura devem 
atender de modo geral os requisitos de instalação exigidos para estas válvulas. As tubulações de 
descarga devem ser adequadamente dimensionadas, suportadas, com inclinação para o local de 
drenagem e atendendo as possíveis limitações advindas de contrapressão desenvolvida. Não há 
necessidade de se preocupar com perda de carga na tubulação de entrada, porque com os discos não 
há batimento (“chattering”), como ocorre com as válvulas, mas deve-se levar em conta a perda de 
carga total na determinação da pressão de projeto do sistema. Válvulas de bloqueio travadas na 
posição aberta devem ser instaladas a jusante dos discos, e também a montante quando a descarga é 
para sistema fechado. As válvulas de bloqueio não são requeridas quando o equipamento protegido 
puder ser colocado fora de operação enquanto o restante da unidade de processo permanece em 
linha. 
 
Devem ser tomados cuidados especiais na instalação do disco para não danificá-lo ou montar na 
posição invertida, o que poderá resultar em abertura prematura. Em alguns modelos de disco a 
instalação invertida é uma situação mais grave, porque aumenta a pressão de rompimento e 
compromete a segurança dos equipamentos protegidos. 
 
Na montagem do disco nos alojamentos deve-se usar torque adequado nos parafusos, para evitar 
vazamento, esmagamento ou até mesmo rompimento do disco na região de contato. Todos os discos 
de ruptura são instalados com um torque recomendado pelo fabricante. O torqueamento deve ser feito 
com um padrão cruzado com incrementos inferiores a 25% do valor final de torque para assegurar 
uniformidade. Os parafusos devem ser lubrificados para assegurar uma carga adequada. As juntas dos 
flanges também tem efeito na carga aplicada. Para juntas macias como PTFE deve-se tomar especial 
cuidado no torqueamento. As superfícies de contato dos alojamentos com o disco devem ser mantidas 
limpas e perfeitamente lisas para evitar danos quando os discos forem apertados. 
 
3.1.8.1 Instalação de discos associados a válvulas de segurança 
 
 
 
 
MANOMETRO 
 
29 
 
Quando o disco é instalado a montante de uma válvula de segurança e alívio deve-se atender aos 
requisitos estabelecidos no ASME VIII. As recomendações principais são: o disco deve romper em 
pressão igual ou menor que a pressão de abertura da válvula (entre 95% e 100%); a capacidade de 
alívio do conjunto disco/válvula deve ser certificada em testes padronizados, ou então se multiplica a 
capacidade da válvula por 0,9 ; o disco precisa ser do tipo que não fragmenta; o espaço entre o disco e 
a válvula precisa ser ventilado e equipado com um dispositivo delator que detecta rompimento ou 
vazamento do disco. 
 
Em serviços altamente corrosivos podem ser empregados dois discos de ruptura em série. Um conjunto 
disco duplo consiste de dois discos montados em um alojamento especial com um espaço ventilado 
entre eles. As recomendações de ventilação, de instalação de manômetro e monitoração da pressão 
entre os dois discos também se aplicam. 
 
Apesar de pouco comum, o disco de ruptura também pode ser instalado na saída para proteger a 
válvula de fluidos corrosivos existentes no sistema de descarga, ou para prevenir vazamentos de 
fluidos tóxicos ou inflamáveis para a atmosfera. Para instalação correta desta combinação de 
dispositivos se deve considerar possíveis efeitos de contrapressão e perda de capacidade da válvula de 
segurança. 
 
 3.1.9 Inspeção de Discos de Ruptura 
 
Não existem determinações padronizadas a respeito da frequência de substituição ou de inspeção. 
Fabricantes sugerem prazos que variam de 12 meses até 60 meses. Na determinação dos prazos de 
inspeção deve ser considerada a severidade do serviço, levando em conta p.ex. corrosão, erosão, 
serviço cíclico, valor da pressão de operação versus a pressão de rompimento do disco, etc. Quando 
existe histórico de falha prematura as causas devem ser investigadas e os prazos adequados às 
condições de serviço. Para discos que protegem vasos de pressão o prazo de inspeção deve ser no 
máximo igual ao prazo de inspeção interna do vaso. Prazos superiores há 6 anos não devem ser 
adotados. 
 
A determinação da vida útil de um disco é função da experiência prévia naquelas condições de serviço 
específicas; as recomendações dos fabricantes podem auxiliar quando ainda não se dispõe de um 
histórico confiável. A substituição dos discos deve ser avaliada comparando os custos de uma 
indisponibilidade inesperada causada por falha prematura com os custos de uma substituição 
programada. 
 
Os discos de ruptura podem ser inspecionados visualmente quando instalados isoladamente. Os 
diafragmas (discos) devem ser verificados quanto a deformações, marcas ou danos provocados por 
fadiga e corrosão, e se há desenvolvimento de coqueou outro material estranho que pode afetar 
adversamente o seu desempenho. A inspeção dimensional e ensaios não-destrutivos (p.ex. medição 
de espessura com ultra-som, líquido penetrante) somente são utilizados em condições particulares, 
para serviços de alta pressão. 
 
É importante ter em mente que a inspeção periódica pode resultar na troca do disco, mas nenhuma 
informação sobre a integridade ou a vida restante pode ser determinada com segurança apenas com a 
inspeção visual ou dimensional. O histórico e a análise de falhas são fundamentais para essa 
avaliação, servindo a inspeção periódica como coadjuvante nesse processo. 
 
A inspeção deve incluir uma verificação dos alojamentos quanto à presença de depósitos nas 
superfícies de contato com os discos e se estas superfícies estão adequadamente lisas e planas. Uma 
maneira rápida de verificar se há deformações ou empenos é colocar uma régua de borda reta ao logo 
da superfície e verificar pontos de passagem de luz. As facas dos discos reversos devem ser 
periodicamente verificadas quanto à capacidade de rasgar o disco. As juntas devem ser verificadas 
quanto a dobras e danos físicos. Também devem ser verificados quanto à corrosão e deformações os 
parafusos de fixação internos ao alojamento e os de fixação aos flanges de tubulação. 
 
 
 
30 
 
 
Figura 3.9 Deformação de um disco vincado 
 
Quando os discos são instalados em conjunto com válvulas de segurança eles somente podem ser 
inspecionados quando as válvulas são removidas. Neste caso a inspeção do disco deve fazer parte da 
rotina de inspeção da válvula. Periodicamente, em prazos compatíveis com as condições de serviço, 
devem ser verificados os manômetros que obrigatoriamente são instalados entre os dois dispositivos 
para indicar eventual pressurização do espaço entre eles. 
 
 
Figura 3.10 Deformação do alojamento verificado com régua de borda reta 
 
O dispositivo inteiro (disco de ruptura e alojamento) do tipo pré-torqueado pode ser removido da 
conexão flangeada e inspecionado, podendo ser reutilizado desde que os parafusos internos de fixação 
do disco no suporte não sejam folgados. Uma vez que o disco seja removido do alojamento 
recomenda-se que o disco seja substituído. Os discos de ruptura do tipo não pré-torqueado não devem 
ser reinstalados após remoção do alojamento. Pode haver vazamentos devido à má vedação ou 
deformações, ou ainda variação da pressão de ruptura devido ao efeito do novo torque aplicado. 
 
3.1.10 Exemplos de mau funcionamento 
 
Os danos comuns que acontecem com os discos de ruptura são corrosão e fadiga. Outras ocorrências 
comuns são devidas à erosão e fluência, e também danos mecânicos (deformações, arranhões) 
decorrentes de falta de cuidado na instalação ou no torqueamento. Há situações, como os golpes de 
aríete ou martelos, que provocam o rompimento prematuro e não são notados. A abertura ou 
fechamento rápido de válvulas em algum ponto do sistema causa picos de pressão que não são 
notados pela instrumentação normal de processo, mas que podem afetar os discos, que tem tempo de 
resposta da ordem de 1 milissegundo. 
 
 
31 
 
 
 Figura 3.11 Região de aperto desuniforme com enrugamentos localizados. 
 
Os alojamentos estão sujeitos à corrosão e deformações decorrentes de torqueamento incorreto. 
A utilização de discos apropriados para gases em processos que operam com líquidos é causa de mau 
funcionamento e falhas prematuras. A ocorrência de obstruções nas linhas de entrada dos discos é 
uma condição crítica porque pode levar à total inoperância do disco. Para evitar obstruções a conexão 
e o alojamento são mantidos aquecidos com “steam-tracing” ou jaquetas térmicas, ou injetado vapor ou 
outro tipo de gás no processo, ou ainda são utilizadas construções como a da figura abaixo que 
garantem fluxo contínuo pelas linhas. 
 
 
 
Um problema comum que afeta os discos com facas, e que compromete sua utilização, ocorre quando 
o disco encosta nas facas e não é rasgado. Esta situação é decorrente de uso incorreto (p.ex. fluidos 
líquidos) ou quando na manutenção o disco é substituído mas as facas, corroídas e sem corte, não são 
trocadas. 
 
Disco de ruptura 
Figura 3.12 Suporte “T 
viscous”. A superfície do 
disco está sempre limpa, 
impedindo acúmulo de 
produto. 
 
 
32 
 
 
 
Figura 3.13 Disco do tipo reverso com facas que não rompeu 
 
Quando os discos apresentam falha prematura ou outro tipo de dano as causas das ocorrências devem 
ser investigadas. Na análise das soluções possíveis, além de mudanças no processo e de materiais 
deve-se considerar a troca para um modelo apropriado, inclusive com a utilização de tecnologias 
recentes. 
 
 
 
3.1.11 Documentação e relatórios de inspeção 
 
Discos de ruptura que protegem vasos de pressão exercem a mesma função que as válvulas de 
segurança. Os cuidados obrigatórios com relação a correta seleção e adequado dimensionamento 
também precisam ser seguidos no caso dos discos de ruptura, bem como a obrigatoriedade de se 
manter a Folha de Dados atualizada. 
 
Após a inspeção interna deve ser elaborado o relatório de inspeção, individualmente para cada disco de 
ruptura. Devem ser registradas as condições físicas do disco e das tubulações de entrada e saída. Em 
caso de substituição deve ser informada a causa da troca e registradas as informações de fabricação, 
como número de lote, pressão de abertura estampada, material, etc. De modo semelhante às válvulas 
de segurança, o relatório deve ser assinado pelo técnico de inspeção e engenheiro. O registro de 
inspeção é o documento oficial que assegura que a inspeção foi executada e permite, através das 
informações registradas, efetuar uma análise histórica do comportamente de cada disco de ruptura em 
seu local particular de instalação. 
 
33 
 
3.2 DISPOSITIVOS DE PINO 
 
São dispositivos que não retornam à posição fechada depois de atuados. Existem dois tipos básicos, o 
dispositivo de dobramento, que trabalha sob compressão, e o pino de rompimento, que funciona sob 
tração. No texto a seguir vamos tratar apenas dos pinos de dobramento. 
 
O dispositivo de pino de dobramento ( buckling pin) consiste de uma válvula com bocal por onde chega 
o fluido do equipamento que está sendo protegido. Na extremidade do bocal há um disco que contem a 
pressão, de modo semelhante ao que acontece em uma válvula de segurança. O disco é mantido na 
sua posição através de um pino, que é o elemento que resiste à pressão do fluido. Nas condições 
normais o disco contem a pressão de operação, vedando perfeitamente, já que dispõe de anéis de 
vedação não- metálicos. Em caso de anormalidade que eleve a pressão até o ponto de abertura, o pino 
vai se dobrar, permitindo a completa elevação do disco e total abertura da válvula. 
 
 
Figura 3.14 Dispositivo de pino de dobramento 
 
A atuação do dispositivo de pino é muito rápida, da ordem de milisegundos. O pino trabalha sob 
compressão, e dobra devido à flambagem . A tensão que promove a flambagem depende das 
dimensões do pino (comprimento e diâmetro) e do módulo de elasticidade do material de fabricação. É 
interessante observar que a flambagem ocorre dentro do regime elástico. O mecanismo de flambagem 
é explicado pelas leis de Euler das colunas sob compressão; simplificando, pode-se afirmar que uma 
coluna não é perfeitamente reta, e que a compressão vai aumentando a curvatura até o ponto que 
ocorre o dobramento da coluna. 
 
3.2.1 Características dos dispositivos de pino 
 
Os dispositivos de pino de dobramento são fornecidos em tamanhos desde 1/8” até 48” , e pressões 
variando desde 1 psig ( 6,9 kPa) até 43000 psig ( 300 Mpa ) . Pode inclusive ser utilizado para vácuo de 
1 psig. A precisão na pressão de ajuste é da ordem de  1% a  3%, mas o código ASME admite 
tolerância de  5%. 
 
 
A pressão de ajuste, para um dado material, é função do diâmetro e comprimento. Um pequeno 
aumento no diâmetroleva a um grande aumento na pressão de ajuste. P.ex.: um pino com 3,06 mm de 
diâmetro resiste a 112,9 kgf; aumentando-se o diâmetro cerca de 30%, para 3,97 mm, vai resultar em 
uma resistência de 256,2 kgf, que é 127% superior. O aumento no comprimento do pino implica em 
redução da pressão de ajuste, com efeito menos pronunciado, desse modo permitindo um ajuste fino 
 
34 
 
da calibração. P.ex.: para um comprimento de 101,46 mm a resistência do pino é de 110,5 kgf; para o 
comprimento de 109 mm a resistência diminui para 96,5 kgf. O aumento de 7,4% no comprimento 
implicou em redução de 12,7% na resistência à flambagem. 
 
 
 
Figura 3.15 . Dispositivo de pino de dobramento 
 
 
3.2.2 Instalação 
 
Os dispositivos de pino podem ser instalados como único dispositivo de proteção de um vaso, ou em 
combinação com válvulas de segurança, de modo semelhante aos discos de ruptura. A instação em 
paralelo ou em série com válvulas de segurança tem os mesmos objetivos que se consegue com os 
discos de ruptura, ou seja, atuar rapidamente com grande capacidade de alívio, proteger a válvula de 
corrosão ou obstrução, etc. Na instalação em série é obrigatória a instalação de sistema delator com 
manômetro. 
 
 
Figura 3.16 Pino como dispositivo único ou em paralelo com válvula de segurança 
 
 
 
 
 
35 
 
 
 
Figura 3.17 Dispositivo de pino em série com válvula de segurança 
 
 
3.2.3 Vantagens do uso de dispositivos de pino 
 
Os dispositivos de pino apresentam uma série de vantagens sobre os outros dispositivos: tem alta 
precisão, da ordem de 1 a 2%; podem ser usados desde pressões muito baixas até muito altas; não 
estão sujeitos a efeitos de pulsação, fadiga e corrosão; não há necessidade de remoção do dispositivo 
em caso de atuação, porque o pino é facilmente substituído; existem modelos balanceados, que 
neutralizam o efeito da contrapressão; não solta pedaços, desse modo pode ser usado sem problemas 
para proteção de válvulas de segurança; alívio pleno na pressão de atuação; mínimo tempo para troca 
do pino; a atuação do dispositivo é facilmente visível. 
 
As desvantagens do dispositivo de pino são as mesmas dos discos de ruptura: perda de produto em 
caso de atuação, necessidade de parar o processo para troca do pino, etc. O dispositivo de pino tem 
uma restrição adicional em relação aos discos de ruptura: de acordo com o código ASME VIII , 
parágrafo UG-127(b)(3)(c) , não pode ser instalado na descarga de uma válvula de segurança. 
 
 
 
 
36 
 
3.3 VÁLVULAS DE ALÍVIO DE PRESSÃO E VÁCUO DE TANQUES 
 
Tanques de teto fixo, usados no armazenamento de derivados de petróleo, álcool, produtos químicos, 
líquidos inflamáveis, etc., são projetados para operar com pressões muito próximas à pressão 
atmosférica ( até no máximo 300 mm de coluna de água, cerca de 0,43 psi ). Durante o enchimento, o 
espaço de vapor acima do nível de líquido vai sendo reduzido, em consequência a pressão nesta 
região irá aumentando. Por outro lado, durante o esvaziamento do tanque o espaço de vapor vai sendo 
aumentado, criando vácuo nesta região. As pressões ou vácuo decorrentes do enchimento ou 
esvaziamento podem superar os valores de projeto e causar danos ou até mesmo colapso do tanque, 
portanto é necessário que os tetos sejam abertos para atmosfera. 
 
Tanques que armazenam produtos que não causam poluição e de baixo valor econômico podem ter 
respiros abertos diretamente para atmosfera. No entanto, quando os líquidos armazenados são 
prejudiciais ao meio ambiente e causam prejuízos econômicos em caso de evaporação , deve-se 
reduzir ao mínimo sua emissão para a atmosfera. Deve-se considerar que as perdas por evaporação 
ocorrem durante enchimento e esvaziamento e também em decorrência do aumento da temperatura 
ambiente e de variações na pressão barométrica. 
 
3.3.1 Ventes de conservação 
 
Os ventes de conservação são válvulas de alívio de pressão e vácuo, dispositivos que reduzem as 
perdas por evaporação ao mesmo tempo em que protegem os tanques de sobrepressão ou vácuo 
excessivo. Existem vários tipos de válvulas que fazem esta função. O mais utilizado é a válvula de 
alívio de pressão e vácuo com palheta, como mostra o modelo “side-by-side” da figura abaixo. Nesta 
válvula, palhetas em forma de disco vedam a passagem do vapor para fora do tanque, e do ar 
atmosférico para dentro do tanque. Quando a pressão interna sobe e atinge o ponto de ajuste, a 
palheta do lado da pressão se desloca para cima, permitindo a saída de vapor. Por outro lado, quando 
a pressão interna cai e se forma vácuo internamente ao tanque, a palheta do lado de vácuo se desloca 
para cima, permitindo a entrada de ar para dentro o tanque. 
 
 
Para que se alcance a capacidade máxima de fluxo os ventes requerem uma sobrepressão ou 
sobrevácuo, acima do ponto de abertura inicial. As pressões de abertura e de fluxo máximo não 
podem superar a pressão máxima de operação segura do tanque, que por sua vez é inferior à pressão 
de projeto. 
 
 
37 
 
A pressão de abertura é função do diâmetro e peso das palhetas, e pode ser ajustada colocando-se 
pesos sobre as palhetas. As pressões de ajuste tipicamente variam de 22 mm de coluna de água 
( 0,031 psig) a 35 mm de coluna de água ( 0,049 psig) para sobrepressão; do lado do vácuo, 
geralmente se ajusta para abrir com 22 mm de coluna de água. Após o alívio do excesso de pressão a 
válvula vai fechar em pressão igual ou pouco inferior à pressão de abertura. 
 
Os ventes de conservação são fabricados em tamanhos variando de 2” a 12” , com flanges 
padronizados para conexão aos tanques. Os materiais de fabricação padrão da base ou corpo são: 
aço carbono, ferro fundido nodular, alumínio e aço inox 316. As palhetas são de alumínio ou inox 316. 
As sedes de vedação podem ser metálicas, em geral contem juntas de vedação de materiais 
resilientes. As guias internas são de aço inox 316. Pesos colocados sobre as palhetas, quando 
existentes, são de aço carbono, inox ou chumbo. Nas válvulas com palhetas de alumínio consegue-se 
calibração de até 22 mm de coluna d’água; nas válvulas com palhetas de aço inox é difícil conseguir 
calibração a pressões inferiores a 33 mm c.a. (0,047 psig). 
 
Para evitar que insetos ou aves construam abrigos ou ninhos internamente aos ventes são instaladas 
telas de proteção. Nas telas com malha pequena pode ocorrer obstrução com líquidos de alta 
viscosidade; neste caso é mais adequado especificar tela com malha mais larga. Retentores de chama 
podem ser inseridos entre os ventes e o tanque, mas devem ser vistos com reserva pelo aumento dos 
problemas de manutenção e limpeza e também por reduzirem a capacidade de alívio. 
 
3.3.2 Ventes de Emergência 
 
 
 
Figura 3.18 Vente de emergência 
 
Em caso de falha nas válvulas de alívio de pressão e vácuo, ou quando necessário proporcionar 
capacidade adicional de alívio devido a ocorrências extremas como fogo externamente ao tanque, são 
instaladas válvulas de emergência. Para permitir o adequado funcionamento das válvulas de alívio de 
pressão e vácuo os ventes de emergência devem ser ajustados para abrir em pressão superior ao 
ponto máximo de alívio destas válvulas. As pressões de abertura variam de 44 a 65 mm de coluna 
d’água (0,063 psig a 0,093 psig). Os materiais de fabricação desses ventes normalmente são: base de 
aço carbono ou alumínio, palhetas de alumínio ou aço inox 316 e guias internas de inox 316. Quando 
devidamente ajustados consegue-se uma vedação de 0,5 litro/minuto (1 ft3/h de ar) em condições 
padrão a 90% da pressão de ajuste. 
 
3.3.3 Ventes para tanques pressurizados 
 
 
38 
 
Tanques pressurizados ( pressão de projeto até 15 psig ) são utilizados em condições nas quais se 
pretende reduzir as emissões a valores quase nulos. De todo modo, há necessidade de se instalar 
válvulas que permitam alívio de sobrepressão ou sobrevácuo em caso de ocorrênciasoperacionais ou 
de causas externas. Essas válvulas de alívio de pressão e vácuo podem ser acionadas por peso ou por 
molas, conforme pode ser visto na figura abaixo. Os ventes acionados por peso são limitados a 2 psig 
de ajuste, em função da limitação da altura dos pesos dentro da válvula. Os ventes acionados por mola 
tem pressão de ajuste variando de 3 a 12 psig. O tamanho máximo desses ventes é de 12” . Os 
ventes podem ser instalados separadamente, uma válvula para sobrepressão e outra para sobrevácuo, 
mas geralmente são instalados conjuntos com dupla função; quando os conjuntos são acionados por 
mola de um lado e peso do outro, a pressão de ajuste do lado da palheta de vácuo é de 0,125 psig . Os 
materiais de fabricação desses ventes são semelhantes aos dos ventes de baixa pressão; as sedes de 
vedação geralmente são de Viton e as molas de aço inox 302 . 
 
3.3.4 Inspeção e manutenção de Válvulas de Alívio de Pressão e Vácuo 
 
As válvulas de alívio de pressão e vácuo normalmente são inspecionadas com o tanque operando, 
porque estes são liberados para manutenção em intervalos de muitos anos, e as válvulas estão sujeitas 
a emperramento ou obstrução caso não sejam periodicamente examinadas. Na inspeção de campo 
deve-se verificar se as palhetas se movem livremente, se há obstruções e se as sedes apresentam 
emperramento ou vazamento. Quando existem telas de proteção verificar se há obstrução e caso 
necessário remover para limpeza. 
 
Quando as válvulas são desmontadas para manutenção, os discos ( palhetas) devem ser limpos e 
pesados. Se a massa do disco não está correta deve-se adicionar ou remover massa para se ajustar a 
pressão de abertura. As sedes de vedação do tipo metal-metal devem ser polidas e mantidas 
perfeitamente planas. Sedes de elastômeros precisam ser removidas com cuidado e limpas com 
solventes apropriados; quando apresentam inchamento ou ataque químico devem ser substituídas por 
material mais adequado. O uso de juntas de grafite flexível é recomendado em serviços mais críticos. 
 
39 
 
Para evitar vazamentos e travamento da válvula na posição aberta é necessário manter as guias lisas, 
sem marcas de corrosão e perfeitamente alinhadas. Ventes de emergência soldados diretamente ao 
teto dos tanques são muito difíceis de manter em boas condições porque os reparos têm que ser feitos 
no campo. A manutenção das válvulas de segurança e alívio deve ser feita em oficina para se 
conseguir o grau de vedação necessário, mas a montagem das válvulas habitualmente é feita no 
campo, porque são equipamentos pesados e há grande risco de danificar as sedes de vedação quando 
transportados totalmente montados. 
 
Na revisão da NR-13 em dezembro de 2018 foram incluídos os tanque metálicos. A Norma 
Regulamentadora estabelece no item disposições gerais que os tanques devem possuir dispositivos de 
segurança contra sobrepressão e vácuo conforme os critérios do código de projeto utilizado, ou com 
base em estudo de análises de cenários de falhas. 
 
No item segurança na operação de tanques fica estabelecido que os dispositivos contra sobrepressão e 
vácuo devem ser mantidos em boas condições operacionais, de acordo com um plano de manutenção. 
 
 
40 
 
4. PROJETO E FABRICAÇÃO DAS VÁLVULAS 
 
A variedade de modelos e projetos de válvulas de segurança e alívio é muito grande, em função da 
diversidade de condições de processo e diferentes fontes de sobrepressão que podem ocorrer. Não 
existe um modelo de válvula de segurança que atenda todas as situações. O objetivo da válvula é 
proteger pessoas, meio ambiente e instalações, através do alívio de fluido em caso de sobrepressão 
descontrolada. Mas além desse objetivo, uma válvula deve atender uma série de requisitos para ser 
considerada adequada a sua função. Entre vários requisitos, podemos relacionar os mais importantes: 
atuar na pressão especificada, dentro dos limites definidos pelos códigos de projeto ou legislação; 
aliviar uma determinada quantidade de fluido, de modo controlado; fechar dentro de determinados 
limites; manter vedação na pressão normal de trabalho e após atuação; não apresentar mau 
funcionamento durante a atuação, como chattering ou fluttering, ou por efeito da contrapressão; não 
apresentar dificuldade para manutenção e calibração; atender à legislação e códigos de projeto. 
 
O padrão API 526 estabelece alguns requisitos para fabricação das válvulas de segurança e alívio 
flangeadas, como dimensões externas, materiais do corpo, castelo e mola, classe de pressão dos 
flanges e área dos orifícios de passagem padronizados. Também as normas ASME I- Caldeiras , ASME 
VIII- Vasos de Pressão e ISO 4126 Part 1 , estabelecem alguns requisitos gerais para fabricação, como 
faixa máxima de uso das molas, obrigatoriedade de existência de alavanca de acionamento para uso 
em vapor, projetos construtivos que facilitem instalação e drenagem, materiais adequados, etc. 
 
Não existe entretanto uma norma ou guia que englobe e padronize os requisitos específicos de projeto 
construtivo e fabricação das válvulas de segurança e alívio, como existe por exemplo para válvulas 
gaveta. No dimensionamento do corpo alguns fabricantes eventualmente adotam critérios das normas 
de projeto das válvulas de bloqueio (p.ex. ANSI B 16.34), outros fazem uso de técnicas mais refinadas 
como cálculo por elementos finitos. 
 
Discos. O projeto do disco e do seu suporte varia muito de um fabricante para outro. O suporte do 
disco, além da função de alojar o disco, também determina as características de abertura da válvula, 
em função da câmara de aprisionamento formada por sua aba ou saia. O suporte do disco também 
determina o fluxo do fluido, e influencia o coefiente de descarga. O disco é o elemento que recebe 
diretamente a pressão do fluido e é responsável por manter a vedação. Seu dimensionamento é feito 
com muito cuidado, bastante estreito para garantir máxima vedação, mas com área suficiente para 
resistir às altas tensões causadas pela mola. Alguns fabricantes adotam orientações práticas, como 
p.ex. dimensionar a largura das sedes em função da pressão de abertura. Outra orientação de projeto é 
que a largura da sede seja aproximadamente LS = BD/100 , onde B é o diferencial de alívio requerido 
(em porcentagem) e D é o diâmetro do bocal ( em polegadas). 
 
 
O disco é um componente sujeito a contante manutenção e precisa ser removido com facilidade. Sua 
fixação ao suporte deve garantir que não solte em operação e mantenha perfeito alinhamento com o 
bocal. Para se garantir perfeita vedação é necessário que as superfícies das sedes do disco e bocal 
estejam perfeitamente planas e polidas no grau máximo de acabamento. Outro fator importante com 
relação ao disco é a resistência mecânica adequada para resistir ao momento fletor. O formato do 
disco e a posição de apoio da haste no disco também influenciam na estanqueidade. Se o ponto de 
apoio da haste se situa abaixo da superfície das sedes, a tendência natural de auto alinhamento do 
 
41 
 
disco irá reduzir vazamentos. Formatos adequados de disco diminuem a distorção térmica através da 
redução na transferência de calor através do disco, aumentando a estanqueidade. Além disso, deve-se 
manter concentricidade das partes internas; a haste precisa permanecer perfeitamente reta e 
concêntrica com o disco para garantir que não será criado um momento entre a força da mola e a 
pressão atuando no disco. 
 
Figura 4.1 Ponto de carga da haste em relação ao assentamento do disco 
 
Guias. A guia precisa garantir um perfeito alinhamento entre haste e disco. As folgas entre guia e haste, 
ou retentor, precisam ser adequadas, para evitar travamento ou folga excessiva que pode causar 
desalinhamento. É importante também que as superfícies estejam perfeitamente lisas para evitar 
agarramento (galling). Cada fabricante adota valores máximos e mínimos de folga, bem como 
dimensões mínimas de disco e bocal. Na manutenção das válvulasé importante que essas dimensões 
sejam conhecidas e levadas em consideração, para se manter a garantia de funcionamento adequado 
das válvulas. Para evitar ataque corrosivo e reduzir o coeficiente de atrito alguns fabricantes utilizam 
revestimentos metálicos nas guias, com espessuras da ordem de 0,02 mm. A parte inferior da guia 
limita a elevação do disco, e dessa forma a capacidade de alívio. Para se atingir capacidade plena a 
guia deve permitir que o disco se eleve pelo menos 25% do diâmetro do orifício do bocal. 
 
Superficies de acoplamento. Para garantir o rigoroso posicionamento do disco sobre o bocal os 
fabricantes utilizam superfícies de acoplamento esféricas, na extremidade da haste e também no 
suporte do disco. Alguns fabricantes fazem o polimento conjunto destes componentes, peça contra 
peça, para proporcionar um acoplamento perfeito. Os suportes da mola também são polidos em 
conjunto com o parafuso de regulagem e o ponto de apoio na haste. Mesmo quando ocorre um 
pequeno desalinhamento dos internos em relação ao bocal este sistema construtivo proporciona o 
posicionamento adequado das superfícies de assentamento. Além disso, as superfícies esféricas 
permitem livre rotação das peças e evitam danos por fricção nas sedes quando as válvulas abrem em 
serviço ou nos testes de bancada. 
 
Molas. A mola tem que ser adequada ao tamanho da válvula e pressão de abertura. Os fabricantes 
apresentam em seus manuais tabelas com as faixas de atuação das molas. O código ASME determina 
que a máxima deflexão de trabalho não pode exceder 80% da deflexão total. O perpendicularismo da 
mola não pode exceder 1,5 º para um dos lados. Algumas orientações práticas de projetistas são: as 
molas devem ter uma razão entre diâmetro médio e espessura do arame entre 5 e 10 ; a folga entre a 
mola e os suportes da mola deve ser cerca de 10% do diâmetro externo da mola. Quanto maior o 
comprimento da mola maior a tendência para vazamento próximo à pressão de abertura; reduzir o 
número de voltas tende a eliminar o vazamento. 
 
Bocais. O bocal é o segundo elemento que mantem a vedação da válvula. Todos os cuidados relativos 
a planicidade e grau de acabamento superficial também se aplicam à sede do bocal. Existem dois tipos 
básicos de bocal: integral e semi-bocal. Nas válvulas do tipo integral, o bocal é rosqueado no corpo, 
formando a superfície de acabamento do flange. Neste modelo o corpo da válvula fica protegido do 
 
42 
 
fluido de serviço. Usualmente é empregado em serviços com altas pressões e fluidos corrosivos. Nas 
válvulas do tipo semi-bocal, a parte inferior do corpo da válvula fica em contato com o fluido, porque o 
bocal é fixado diretamente no corpo através de rosca, prensagem ou solda. Válvulas DIN fabricadas na 
Alemanha frequentemente usam o tipo semi-bocal, ao contrário das válvulas ASME, que em geral são 
do tipo bocal integral. 
 
 
 
Figura 4.2 Válvula de segurança do tipo semi-bocal 
 
Castelos. A função principal do castelo é alojar a mola. De modo geral o castelo é aparafusado no 
corpo. Nas válvulas de alívio de pequenas dimensões o castelo é rosqueado ao corpo. Válvulas 
convencionais tem castelo fechado, e válvulas balanceadas com fole tem castelo aberto, ventilado 
diretamente para atmosfera ou para um ponto seguro em caso de fluidos perigosos. Válvulas de 
segurança de caldeiras em geral tem castelo do tipo yoke, que expõe a mola em contato com o 
ambiente. Este projeto visa atenuar o efeito do calor na relaxação da mola, mas apresenta como 
incoveniente a possibilidade de corrosão atmosférica da mola e de componentes internos. 
 
Capuz. O capuz protege a ponta da haste e o parafuso de regulagem. Serve também como alojamento 
do mecanismo de elevação da haste, nas válvulas de caldeira e água quente, e naquelas que tem 
mecanismos engaxetados. O capuz geralmente é rosqueado no castelo. Projetos com capuz 
aparafusado são um pouco mais caros, para utilização em altas pressões e condições corrosivas. 
 
Parafuso gag. Tem a única função de possibilitar o teste hidrostático dos equipamentos protegidos sem 
remoção da válvula de segurança, porque impede a elevação da haste. Sua utilização tem que ser 
cuidadosamente monitorada, para se assegurar que foi removido após o teste hidrostático. 
 
43 
 
 
Figura 4.3 Parafuso gag 
 
 
4.1 Materiais de fabricação 
 
 
Materiais de fabricação adequados são fundamentais para o bom desempenho das válvulas de 
segurança e alívio. Devem resistir à pressão e temperatura dos fluidos de trabalho, bem como ao 
ataque químico. A variedade de materiais disponíveis é imensa, aço carbono e aços inox são 
largamente utilizados, mas não é incomum o uso de duplex, Inconel, Hastelloy e até mesmo Titânio. De 
modo geral os fabricantes estabelecem materiais padronizados, que satisfazem uma grande 
porcentagem das aplicações, e quando necessário alteram os componentes que estarão sujeitos ao 
processo corrosivo. Os fabricantes devem se preocupar tanto com os materiais em contato com o 
processo quanto com os que estarão em contato com o sistema de descarga, porque mesmo com a 
válvula fechada pode haver sérios problemas de corrosão no lado da descarga. 
 
O corpo e o castelo são as peças maiores e mais pesadas, e normalmente não estão sujeitas a altas 
pressões e condições muito corrosivas. O material padrão de fabricação é o aço carbono fundido. Para 
serviço em alta temperatura ( acima de 430 ºC ) o corpo é fabricado em aço liga Cromo-Molibdênio. 
Para serviço em baixa temperatura ( entre –30 ºC e –100 ºC ) o corpo é fabricado em aço baixa liga 
com 3,5% de Níquel. Usam-se aços inoxidáveis do tipo austenítico para temperatura muito baixa ou 
serviço criogênico ( abaixo de –100 ºC ). Válvulas em bronze são bastante utilizadas em serviços com 
água. Para serviço corrosivo é necessário empregar materiais resistentes, como Inconel, Monel, 
Hastelloy, etc. A utilização de pintura interna nas válvulas de aço carbono é um recurso que apresenta 
resultados satisfatórios quando as condições não são muito agressivas. Capuz e alavanca são 
fabricados no mesmo material do castelo; o material padrão é o aço carbono. 
 
O disco e o bocal são as partes que estão em contato permanente com o fluido de processo e 
submetidos à pressão e temperatura de trabalho. Além disso, são responsáveis pela vedação da 
válvula. Constituem-se portanto nos componentes mais solicitados, tanto mecanicamente quanto em 
termos de desgaste corrosivo, e precisam ser fabricados em materiais que resistam a essas 
solicitações. Os materiais padrão para disco e bocal são os aços inoxidáveis; geralmente se especifica 
aços inox austeníticos para o bocal (tipos 304 e 316) e aços inox ferrítico/martensíticos para os discos ( 
tipos 410, 420 ). Alguns fabricantes utilizam inox austenítico ou aços inox endurecidos por precipitação 
(tipo 17-4 PH) para construir os discos. Válvulas de segurança utilizadas em sistemas de vapor de alta 
pressão podem apresentar danos nas superfícies de assentamento devido à erosão provocada por 
pequenos vazamentos de vapor. O uso de revestimentos duros aplicados por soldagem, do tipo Stellite, 
aumenta significativamente a vida útil das sedes de disco e bocal. Para serviços muito corrosivos, nos 
quais os aços inox não vão resistir, são utilizadas ligas especiais. 
 
Os componentes internos como suporte do disco, guias, etc. são fabricados em aços inoxidáveis, 
geralmente do tipo ferrítico/martensítico (410, 420), material com boa resistência mecânica e à 
corrosão, e que não apresenta problemas de gripamento (“galling”). A haste normalmente é fabricada 
em aço tipo 420, assim como o parafuso de ajuste e o parafuso trava do anel de fechamento. Para 
serviço criogênico todos os componentes são fabricados em aço inox austenítico, e para serviço muito 
corrosivo os internos seguem a mesma especificação do material do corpo. 
 
44 
 
 
As molas são fabricadas em aço carbono, para serviço abaixo de 230 ºC , e em aço ao Tungstênio( 
8,75 a 9,75 %W ) para temperaturas acima de 230 ºC . Abaixo de –60 ºC são utilizadas molas de aço 
para baixa temperatura e para serviço criogênico molas de AISI 316. Para evitar qualquer desgaste 
corrosivo as molas são revestidas com cádmio, níquel ou alumínio. Para condições muito corrosivas 
são utilizadas molas em ligas especiais como Inconel ou Hastelloy. Na fabricação de válvulas pequenas 
alguns fabricantes preferem padronizar as molas em materiais nobres, como Inconel e aço inox 17-7 
PH, que atendem uma ampla gama de processos e temperaturas . 
 
Os foles, nas válvulas de segurança e alívio balanceadas, são fabricados normalmente em AISI 316 L. 
Nas válvulas construídas inteiramente em ligas especiais, como Monel, os foles também são desses 
materiais especiais. 
 
Anéis “O” (O-ring) são fabricados em Buna-N, Kalrez, Viton, Teflon, etc. Na determinação do tipo de 
material e da dureza adequada deve-se levar em consideração o fluido de serviço, a pressão e a 
temperatura de trabalho. 
 
Nas válvulas tipo piloto-operada o corpo da válvula principal é geralmente de aço carbono. A válvula 
piloto e as partes internas da válvula principal são de aço inoxidável. Componentes de grandes 
dimensões, como disco da válvula principal, podem ser construídos em aço carbono com revestimento 
anticorrosivo, p.ex. níquel duro. Estas válvulas possuem anéis de vedação (O-ring) tanto na válvula 
principal quanto no piloto. A escolha do material dos anéis de vedação deve ser criteriosa para evitar 
deterioração. 
 
 
 
45 
 
 
Figura 4.4 Materiais de fabricação de uma válvula de segurança e alívio 
1- CAPUZ – Fº Fº NODULAR 
2- GARFO - Fº Fº NODULAR 
3- CONTRAPORCA – AÇO CARBONO 
ZINCADO 
4- PARAFUSO DE REGULAGEM –410 
5- SUPORTE DA MOLA – AÇO CARBONO 
ZINCADO 
6- MOLA – AÇO CARBONO CADMIADO 
7- HASTE – INOX 410 
8- ALAVANCA - Fº Fº NODULAR 
9- CASTELO – A 216 WCB 
10- GUIA – INOX 316 
11- SUPORTE DO DISCO – INOX 316 
12- PARAFUSO TRAVA – INOX 304 
13- DISCO – INOX 316 
14- PARAFUSO TRAVA – INOX 304 
15- ANEL DE REGULAGEM – INOX 304 
16- ANEL DE REGULAGEM – INOX 304 
17- CORPO – A 216 WCB 
18- BOCAL – INOX 316 
 
46 
 
5- CAUSAS DE SOBREPRESSÃO E TAXAS DE ALÍVIO 
 
Este capítulo discute as principais causas de sobrepressão em equipamentos de refinaria e 
oferece orientação no projeto de unidades para minimizar os efeitos dessas causas. Sobrepressão é o 
resultado do desbalanceamento ou interrupção do fluxo normal de material e energia que causa um 
acréscimo de material ou energia, ou ambos, em alguma parte do sistema. A análise das causas e da 
magnitude de sobrepressão é portanto um estudo especial e complexo do balanço de material e 
energia em um sistema de processo. 
A aplicação dos princípios descritos nesta seção é única para cada sistema de processo. 
Embora se tenha procurado cobrir todas as circunstâncias principais, não se deve considerar as 
condições descritas como as únicas causas de sobrepressão. Qualquer circunstância que 
razoavelmente constitui um perigo, sob as condições prevalecentes de um sistema, deve ser 
considerada no projeto. Dispositivos de alívio de pressão são instalados para assegurar que um 
sistema de processo ou quaisquer de seus componentes não estão sujeitos a pressões que excedam a 
máxima pressão de acumulação. 
5.1 Critérios de Sobrepressão 
 As causas de sobrepressão, incluindo fogo externo, são consideradas não relacionadas, se 
não existem ligações de processo, mecânicas ou elétricas entre elas, ou se o intervalo de tempo que 
transcorre entre possíveis ocorrências sucessivas é suficiente para tornar essa classificação não 
relacionada. A ocorrência simultânea de duas ou mais condições que podem resultar em 
sobrepressão não será postulada se as causas não estiverem relacionadas. 
 Erro de operador é considerado uma causa potencial de sobrepressão. 
 As práticas avaliadas neste capítulo devem ser usadas em conjunto com sólido julgamento de 
engenharia e com toda consideração a regulamentos, regras e leis federais, estaduais e municipais. 
 Adicionalmente, alguns cenários de alívio requerem a instalação de sistemas protetores 
instrumentados de alta integridade para evitar sobrepressão e sobreaquecimento. Se esta abordagem é 
utilizada, o sistema protetor instrumentado deve ser tão confiável quanto um sistema de dispositivo de 
alívio de pressão, e deve ser usado somente quando o uso de dispositivo de alívio é impraticável. 
 Dispositivos de falha segura, equipamentos automáticos de partida e outra instrumentação 
convencional de controle não devem substituir dispositivo de alívio de pressão como proteção para 
equipamentos individuais de processo. Entretanto, no projeto de alguns componentes de um sistema de 
alívio, como coletor de descarga, tocha, e queimador da tocha, pode ser considerada a resposta 
favorável de algum porcentual do sistema de instrumentos. A porcentagem de resposta favorável de 
instrumentos é geralmente calculada baseada na quantidade de redundância, planos de manutenção, e 
outros fatores que afetam a confiabilidade dos instrumentos. 
5.2 Potenciais para sobrepressão 
Vasos de pressão, trocadores de calor, equipamentos de processo e tubulações são projetados 
para conter a pressão do sistema. O projeto é baseado em (a) pressão normal de processo na 
temperatura operacional ;(b) o efeito de qualquer combinação de cargas mecânicas que possa 
acontecer; (c) o diferencial entre a pressão de operação e a pressão de abertura do dispositivo de 
alívio de pressão. 
 O projetista de processo precisa definir a mínima quantidade requerida a ser aliviada para evitar 
que a pressão em qualquer parte de equipamento ultrapasse a máxima pressão de acumulação. As 
principais causas de sobrepressão listadas a seguir devem servir como guia para práticas de 
segurança de modo geral aceitas. 
 
5.2.1 Bloqueios fechados em vasos 
 O fechamento inadvertido de uma válvula de bloqueio na saída de um vaso de pressão com a 
planta em operação pode expor o vaso a uma pressão que excede a PMTA. Se o fechamento de 
qualquer válvula de bloqueio na saída possa resultar em sobrepressão, um dispositivo de alívio de 
pressão é requerido, a não ser que sejam adotados procedimentos administrativos para controlar o 
fechamento do bloqueio, como cadeados e lacres. Qualquer válvula de controle deve ser considerada 
como sendo sujeita a operação inadvertida. De modo geral, a omissão de bloqueios interpostos entre 
vasos de pressão em série pode simplificar os requisitos de alívio de pressão. 
 
 
47 
 
5.2.2 Abertura inadvertida de válvula 
 Deve ser considerada a abertura inadvertida de qualquer válvula de uma fonte de pressão 
mais alta, como vapor d’água de alta pressão ou fluido de processo. Esta ação pode exigir alívio de 
pressão, a não ser que providências sejam tomadas para travar ou lacrar a válvula fechada. 
 
Tabela 5.1 Possíveis falhas de utilidades e equipamentos afetados 
Falha de utilidade Equipamento afetado 
Elétrica Bombas para circulação de água de resfriamento, alimentação de 
caldeira, resfriamento (“quench”) ou refluxo 
Ventiladores para resfriadores a ar, torres de resfriamento, ou ar de 
combustão 
Compressores para vapor de processo, ar de instrumento, vácuo ou 
refrigeração 
Instrumentação 
Válvulas motorizadas 
Água de Resfriamento Condensadores para processo ou utilidade 
Resfriadores para fluido de processo, óleo de lubrificação, ou óleo de 
selagem 
Camisas em equipamentos rotativos ou alternativos 
Ar de Instrumento Transmissores e controladores 
Válvulas reguladoras de processo 
Sistemas de alarme e parada 
Vapor Turbinas para bombas, compressores, sopradores, ventiladores de ar de 
combustão, ou geradores elétricos 
Refervedores 
Bombas alternativas 
Equipamentos que usam diretamente injeção de vapor 
Edutores 
Combustível Caldeiras 
Reaquecedores 
Máquinas acionadoras de bombas ou geradores elétricosCompressores 
Turbinas a gás 
Gás inerte Selagens 
Reatores catalíticos 
Purga para equipamentos e instrumentos 
 
5.2.3 Mau funcionamento de válvula de retenção 
 A falha de válvula de retenção para bloquear deve ser considerada. Por exemplo, quando um 
fluido é bombeado para dentro de um sistema de processo que contem gases à pressão 
significativamente mais alta que a pressão de projeto do equipamento a montante da bomba, a 
interrupção do fluxo acompanhada de falha da válvula de retenção na linha de descarga vai resultar na 
reversão do fluxo de líquido. Quando o líquido é deslocado para dentro do sistema de sucção e um 
fluido em alta pressão entra, pode ocorrer sobrepressão crítica. Uma única válvula de retenção 
usualmente é considerada aceitável a não ser que exista potencial para contrafluxo de fluido em alta 
pressão para criar pressões que superem a pressão de teste do equipamento. Nestes casos, deve-se 
considerar o uso de um dispositivo secundário para minimizar o potencial de fluxo reverso. O dispositivo 
pode ser uma válvula de não retorno, uma válvula de retenção motorizada, uma segunda válvula de 
retenção convencional, ou equipamento similar. O dimensionamento de sistemas para alívio de pressão 
no lado da sucção, para acomodar o pico de fluxo que segue a falha de uma válvula de retenção 
normalmente não é recomendado, porque o fluxo reverso através de máquinas rotativas pode resultar 
em forças centrífugas que são suficientes para destruir o equipamento mecânico. 
5.2.4 Falha de utilidade 
 As consequências que podem se desenrolar devido à perda de qualquer serviço de utilidade, 
em toda a planta ou localizadamente, devem ser cuidadosamente avaliadas. Na tabela 5.1 são listados 
 
48 
 
os serviços de utilidades que podem falhar e uma lista parcial de equipamentos afetados que podem 
causar sobrepressão. 
5.2.5 Falha parcial 
 Uma avaliação do efeito da sobrepressão que é atribuível à perda de um serviço particular de 
utilidade deve incluir a cadeia de desenvolvimentos que pode ocorrer e o tempo de reação envolvido. 
Em situações em que o equipamento falha mas tem em paralelo outro equipamento com uma fonte de 
energia diferente, crédito operacional pode ser admitido para o equipamento não afetado em 
funcionamento, na extensão em que o serviço é mantido. Um exemplo é um sistema de circulação de 
água de resfriamento que consiste de duas bombas em paralelo e operação contínua cujos atuadores 
têm fontes de energia não relacionadas. Se uma das duas fontes de energia falha, crédito parcial deve 
ser dado para a outra fonte de energia que continua a funcionar. A quantidade de vapor em excesso 
gerado por causa da falha de energia depende então somente da quantidade de água de resfriamento 
perdida. Outro exemplo é o de duas bombas de água de resfriamento em serviço paralelo, com uma 
das bombas suprindo o fluxo total de água de resfriamento e a segunda em reserva (“standby”). A 
segunda bomba tem uma fonte separada de energia e é equipada com controles para a partida 
automática se a primeira bomba falha. Nenhum crédito de proteção é admitido para a bomba reserva 
porque dispositivos em reserva (“standby”) não são considerados totalmente confiáveis. 
 Após estudo detalhado, crédito de proteção parcial ou total pode ser adotado para 
compressores de ar de instrumento operando em paralelo e geradores elétricos que tem duas fontes 
de energia não relacionadas para os acionadores. O corte manual de auxiliares é dependente de 
tempo e operador, e precisa ser cuidadosamente analisado antes de ser usado como garantia contra 
sobrepressão. 
5.2.6 Falha elétrica ou mecânica 
 Falha de equipamento elétrico ou mecânico que proporciona condensação ou resfriamento em 
correntes de processo pode causar sobrepressão em vasos de processo. 
5.2.7 Perda de ventiladores 
 Ventiladores de trocadores resfriados a ar ou torres de resfriamento ocasionalmente tornam-se 
inoperantes devido à perda de energia ou falha mecânica. Em torres de resfriamento e resfriadores a ar 
onde a operação independente das venezianas pode ser mantida, crédito para o efeito de resfriamento 
pode ser considerado por convecção ou radiação em ar parado nas condições ambientes. 
5.2.8 Perda de calor em sistemas de fracionamento em série 
 Em fracionamento em série ( isto é, onde o fundo da primeira coluna alimenta a segunda 
coluna, e o fundo da segunda alimenta a terceira), a perda de carga térmica de uma coluna pode 
sobrepressurizar a coluna seguinte. A perda de calor resulta em certa quantidade de frações leves 
misturando com as frações pesadas e sendo transferida para a próxima coluna como carga. Nestas 
circunstâncias, a carga de topo da segunda coluna pode consistir de sua carga normal de vapor mais 
as frações leves da primeira coluna. Se a segunda coluna não tem capacidade suficiente de 
condensação para a carga adicional de vapor, poderá ocorrer pressão excessiva. 
5.2.9 Perda de ar de instrumento ou energia elétrica 
 A complexidade da automação instrumentada de unidades de processo requer a provisão de 
fontes contínuas e confiáveis de ar e eletricidade, ou ambas, para operação dependente. Onde um 
único compressor de ar de instrumento é instalado, um reservatório de ar de grande tamanho pode ser 
suficiente se suplementado por uma estação de redução de pressão de emergência da planta de ar. 
 Instrumentos eletrônicos ou elétricos essenciais devem ser interconectados com uma fonte 
elétrica de emergência para a voltagem própria CA ou CC. A condição de falha segura para cada 
válvula de controle deve ser avaliada. Falha segura se refere à ação da válvula de controle ( aberta, 
fechada ou posição fixa) na perda de ar de operação ou eletricidade. Para minimizar a probabilidade 
de sobrepressão, cada válvula de controle deve ter as suas características de falha segura 
devidamente estabelecidas como parte integral do projeto da planta. A posição de falha segura da 
válvula de controle não é considerada adequada para proteção, porque outras falhas no sistema de 
instrumentação podem mover a válvula de controle em direção oposta à posição de projeto. 
5.2.10 Falha de refluxo 
 A perda de refluxo devido a falhas de instrumento ou bomba pode causar sobrepressão em 
uma coluna devido à inundação do condensador ou perda de resfriamento no processo de 
fracionamento. 
 
49 
 
5.2.11 Aquecimento anormal de refervedor 
 Refervedores são projetados para uma determinada carga térmica. Quando eles são novos ou 
foram limpos recentemente, pode ocorrer uma carga térmica acima da condição normal de projeto. Em 
caso de falha no controle de temperatura, a geração de vapor pode exceder a aptidão do sistema de 
processo de condensar ou de algum outro modo absorver o aumento de pressão, que pode incluir não 
condensáveis decorrentes do sobreaquecimento. 
5.2.12 Falha em tubo de trocador de calor 
 Em trocadores do tipo casco e tubo, os tubos estão sujeitos a falhar devido a uma série de 
causas, incluindo choque térmico, vibração e corrosão. Qualquer que seja a causa, o resultado é a 
possibilidade da corrente de pressão mais alta pressurizar a região de baixa pressão do trocador. A 
aptidão do sistema de baixa pressão para absorver este vazamento deve ser determinada. O possível 
aumento de pressão deve ser averiguado para se determinar se é necessário alívio adicional de 
pressão quando o fluxo devido à ruptura do tubo descarrega na corrente de pressão mais baixa. 
5.2.13 Ondas de pressão transiente 
 A probabilidade de ondas de choque hidráulico, conhecidas como martelo hidráulico, deve ser 
cuidadosamente avaliada em qualquer sistema totalmente cheio de líquido. Martelo hidráulico é um tipo 
de sobrepressurização que não pode ser razoavelmente controlado por válvulas de alívio de pressão, 
desde que o tempo de resposta das válvulas é normalmente muito lento. O pico de oscilação da 
pressão, medido em milissegundos, pode subir avalores muito acima da pressão normal de operação. 
Essas ondas de pressão danificam os vasos de pressão e tubulações quando não são incorporadas 
barreiras de proteção apropriadas. Martelo hidráulico é frequentemente causado pela ação de válvulas 
de fechamento rápido. Onde pode ocorrer martelo hidráulico se deve considerar o uso de 
amortecedores de pressão. 
Em tubulações que contem fluido compressível pode ocorrer uma oscilação repentina no pico 
de pressão, chamado martelo de vapor. A ocorrência mais comum é geralmente iniciada pelo rápido 
fechamento de uma válvula. Essa oscilação de pressão ocorre em milissegundos, com um possível 
aumento de pressão que atinge valores muito acima da pressão normal de operação, resultando em 
vibração e violento movimento de tubulações e possível ruptura de equipamento. Válvulas de alívio de 
pressão não são efetivas como dispositivos protetores devido a seu baixo tempo de resposta. Evitar o 
uso de válvulas de atuação rápida pode impedir a ocorrência de martelo de vapor. 
5.2.14 Fogo em unidades 
 Fogo como causa de sobrepressão em equipamentos de unidades de processo é uma 
ocorrência que habitualmente precisa ser avaliada. Uma provisão para iniciar uma parada controlada ou 
a instalação de um sistema de despressurização para as unidades pode minimizar a 
sobrepressurização que resulta de exposição a fogo externo. 
 Para limitar a geração de vapor e a possível propagação do fogo, as instalações devem 
também permitir a remoção de líquidos do sistema. Provisões devem ser feitas também para isolar o 
espaço de vapor do vaso e aplicar água externa para resfriar, ou despressurizar o vaso usando um 
sistema de despressurização. 
 O projeto da planta deve prever instalações que facilitam a drenagem adequada e evitam que 
líquidos inflamáveis espalhem de uma área de operação para outra. Deve ser previsto acesso fácil para 
cada área e equipamentos de processo que permita entrada dos bombeiros e seus equipamentos. 
Hidrantes, equipamentos de combate a fogo e monitores de fogo devem ser instalados em locais de 
acesso fácil. 
5.2.15 Mudanças de processo / Reações químicas 
 Em alguns processos e reações, a perda de controle do processo pode resultar em mudanças 
significativas de temperatura e pressão. O resultado pode exceder os limites desejados para o 
material selecionado. Em processos com fluidos criogênicos, uma redução na pressão pode abaixar a 
temperatura dos fluidos a um nível inferior à temperatura mínima admissível de projeto do equipamento, 
com risco de fratura frágil em baixa temperatura. Para reações exotérmicas (por exemplo, 
decomposições, diluições de ácidos, polimerização) temperaturas e pressões excessivas associadas 
com reações descontroladas podem reduzir os níveis de tensão admissível abaixo do valor de projeto, 
ou aumentar a pressão acima da PMTA. Onde dispositivos normais de alívio de pressão não 
conseguem proteger contra essas situações, são necessários controles para alertar sobre alterações 
além dos limites previstos de pressão e temperatura, e que permitam ação corretiva. 
 
 
 
50 
 
5.3 Determinação de taxas individuais de alívio 
 As bases para determinação de taxas individuais de alívio que resultam de várias causas de 
sobrepressão são apresentadas nesta seção na forma de considerações gerais e propostas 
específicas. Boas práticas de engenharia, ao invés de adesão cega a estas propostas, devem ser 
seguidas em cada caso. Os resultados devem ser adequados do ponto de vista econômico, 
operacional e mecânico, mas em nenhum caso a segurança da planta pode ser comprometida. 
 A tabela 5.2 lista as ocorrências comuns que podem requerer proteção contra sobrepressão. 
Esta tabela não tem intenção de ser completa; é meramente recomendada como guia. 
 
 
Tabela 5.2 – Bases para definir capacidade de alívio sob condições selecionadas 
Item Condição Dispositivo de Alívio 
para líquido 
Dispositivo de Alívio para vapor ou 
gás 
1 Bloqueios fechados em vasos Vazão máxima de 
entrada no 
bombeamento 
Quantidade total de gás e vapor que 
entram mais o gerado nas condições de 
alívio 
2 Falha na água de resfriamento 
em condensadores 
 Vapor total que seria condensado nas 
condições de alívio 
3 Falha no sistema de refluxo de 
topo de torre 
 Diferença entre vapor entrando e 
saindo nas condições de alívio menos o 
vapor condensado pelo refluxo lateral 
4 Falha no refluxo lateral Diferença entre vapor entrando e 
saindo da seção nas condições de 
alívio 
5 Falha no fluxo absorvente Normalmente não é necessário 
6 Acumulação de não 
condensáveis 
 Torres – como item 1 ; Vasos – como 
item 2 
7 Entrada de material volátil – 
Água ou hidrocarboneto leve em 
óleo quente 
 Para torres normalmente não é 
previsível. Para trocadores assumir 
uma área o dobro da seção interna de 
um tubo, prevendo entrada de fluido 
volátil devido à ruptura de um tubo 
8 Transbordamento Vazão máxima de 
entrada 
 
9 Falha de controles automáticos Analisar caso a caso 
10 Entrada anormal de vapor ou 
calor 
 Máxima geração de vapor estimada 
incluindo não condensáveis do 
sobreaquecimento 
11 Furo ou ruptura em tubo de 
permutador 
 Vapor entrando em 2 vezes a área de 
um tubo 
12 Explosão interna Não controlada por dispositivos de 
alívio convencionais mas pela 
eliminação das circunstâncias 
13 Reação química Analisar caso a caso 
14 Expansão hidráulica ( ver 5.3.13 ) 
15 Fogo externo ao equipamento Método de cálculo específico 
16 Falha de energia Analisar caso a caso 
 
 
5.3.1 Fontes de sobrepressão 
 As taxas de líquido e vapor usadas para estabelecer os requisitos de alívio são desenvolvidas 
pelo consumo líquido de energia . As duas formas mais comuns de energia são (a) carga térmica, que 
é uma fonte indireta de pressão através de vaporização ou expansão térmica, e (b) diretamente de 
uma fonte de pressão mais alta. Sobrepressão pode resultar de uma ou ambas as fontes. 
 A taxa máxima individual de alívio é o valor máximo que deve ser aliviado para proteger o 
equipamento contra a sobrepressão devida a qualquer causa individual. A probabilidade de duas falhas 
não relacionadas ocorrerem simultaneamente é remota e normalmente não precisa ser considerada. 
 
51 
 
5.3.2 Efeito de pressão, temperatura e composição 
 Pressão e temperatura afetam o comportamento volumétrico e de composição de líquidos e 
vapor. Vapor é gerado quando se adiciona calor a um líquido. A taxa de geração de vapor depende da 
composição do fluido e do calor adicionado ao líquido. Se a quantidade de calor é suficiente, mesmo 
frações mais pesadas se vaporizam. 
 Durante o alívio da pressão, as mudanças na taxa de vapor e peso molecular em diferentes 
intervalos de tempo devem ser investigadas para determinar a taxa máxima de alívio e a composição 
de vapor. A composição das correntes de entrada também pode ser afetada por variações nos 
intervalos de tempo e portanto requer estudo. 
 A pressão de alívio pode exceder a pressão crítica dos componentes no sistema. Se a 
sobrepressão resulta da entrada excessiva de material, a quantidade de massa em excesso deve ser 
aliviada numa temperatura determinada igualando-se a entalpia na entrada com a entalpia na saída. 
Se a sobrepressão é resultado de carga térmica extrínseca, a quantidade a ser aliviada é a diferença 
entre o conteúdo inicial e o conteúdo remanescente calculado em qualquer tempo. A quantidade de 
entalpia cumulativa extrínseca é igual ao ganho total de entalpia do conteúdo original, permanecendo 
no recipiente ou sendo ventilado. A taxa máxima de alívio deve ser determinada calculando ou plotando 
a quantidade cumulativa ventilada versus o tempo. Este máximo usualmente ocorre próximo à 
temperatura crítica. 
 Nestes casos, considerar um gás ideal pode ser muito conservativo, e o cálculo pode 
superdimensionar a válvula de alívio de pressão. A equação para cálculo deve serusada somente 
quando as propriedades físicas do fluido não são disponíveis . 
5.3.3 Efeito da resposta do operador 
 A decisão de considerar crédito para resposta do operador na determinação das máximas 
condições de alívio requer análise por aqueles que são responsáveis pela operação ou entendimento 
das consequências de uma ação incorreta. Um tempo normalmente aceito de reação situa-se entre 10 
a 30 minutos, dependendo da complexidade da planta. A efetividade da resposta depende da 
dinâmica do processo. 
5.3.4 Bloqueios fechados 
 Para proteger um vaso ou sistema de sobrepressão quando todas as saídas são bloqueadas, a 
capacidade do dispositivo de alívio precisa ser ao menos igual à capacidade das fontes de pressão. 
Se todas saídas não estiverem bloqueadas, a capacidade das saídas não bloqueadas deve ser 
apropriadamente considerada. As fontes de sobrepressão incluem bombas, compressores, coletores 
de alta pressão, gases estripados de absorventes ricos, e calor de processo. No caso de trocadores de 
calor, uma saída bloqueada pode causar expansão térmica ou possivelmente geração de vapor. 
 A quantidade de material a ser aliviado deve ser determinada nas condições de alívio ao invés 
das condições normais de operação. A capacidade requerida da válvula é muitas vezes reduzida 
apreciavelmente quando se considera essa diferença. O efeito de perda de carga na linha de conexão 
entre a fonte de pressão e o sistema sendo protegido também deve ser considerado. 
5.3.5 Falha de resfriamento ou refluxo 
 A taxa requerida de alívio é determinada pelo balanço de calor e material do sistema, na 
pressão de alívio. Em um sistema de destilação, a taxa pode requerer cálculos com ou sem refluxo. 
Crédito normalmente não é considerado para o efeito de resfriamento residual após a falha do sistema 
de resfriamento, porque esse efeito é limitado no tempo e depende da configuração física da 
tubulação. Entretanto, se a tubulação de processo do sistema é muito grande e sem isolamento 
térmico, o efeito de perda de calor para a atmosfera deve ser considerado. 
 Devido à dificuldade em calcular detalhadamente os balanços de calor e material, as bases 
simplificadas abaixo descritas tem sido geralmente aceitas para determinação das taxas de alívio. 
5.3.5.1 Condensação total 
 O requisito de alívio é a taxa total de vapor entrando no condensador, recalculada na 
temperatura que corresponda à nova composição de vapor na pressão de acumulação, e a carga 
térmica prevalecendo no momento de alívio. A capacidade de pico do acumulador de topo no nível 
normal de líquido é geralmente limitada a menos de 10 minutos. Se a falha de resfriamento excede 
esse tempo, o refluxo é perdido, e podem variar significativamente a composição do fluido de topo, 
temperatura e vapor. 
 
 
 
52 
 
5.3.5.2 Condensação parcial 
 O requisito de alívio é a diferença entre as taxas de vapor entrando e saindo nas condições 
de alívio. A taxa de vapor entrando deve ser calculada conforme acima descrito. Se a composição ou 
taxa de refluxo é alterada, a taxa de vapor entrando no condensador deve ser determinada para as 
novas condições. 
5.3.5.3 Falha de ventilador 
 Devido aos efeitos de convecção natural, crédito para uma condensação parcial de 20 a 30% 
da taxa normal é frequentemente usado a não ser que os efeitos nas condições de alívio se mostrem 
significativamente diferentes. A capacidade da válvula de alívio é então baseada nos remanescentes 70 
a 80%, dependendo do serviço ( ver 5.3.5.1 e 5.3.5.2) . Entretanto, a taxa real disponível por 
convecção natural é usualmente uma função do projeto do trocador de calor resfriado a ar. Alguns 
projetos podem acrescentar significativamente mais créditos se suportados por uma análise de 
engenharia. Adicionalmente, a redução na capacidade de resfriamento pode também ocorrer se 
ventiladores de engrenagem variável são usados e ocorre falha no mecanismo de engrenagem. 
5.3.5.4 Fechamento de veneziana 
 O fechamento de veneziana em condensadores a ar é considerado como falha total do líquido 
refrigerante com a capacidade resultante estabelecida como em ( ver 5.3.5.1 e 5.3.5.2. Fechamento de 
veneziana pode resultar de falha de controle automático, falha de acoplamento mecânico, ou vibração 
destrutiva em uma veneziana manualmente posicionada. 
5.3.5.5 Circuito de topo 
 Em muitos casos, falha de refluxo que resulta, p.ex. de parada de bomba ou fechamento de 
bloqueio vai causar inundação do condensador, que é equivalente à perda total de refrigerante com 
capacidade estabelecida como em ( ver 5.3.5.1 e 5.3.5.2). Mudanças de composição causadas por 
perda de refluxo podem resultar em diferentes propriedades de vapor que afetam a capacidade. Uma 
válvula dimensionada para falha total de refrigerante vai usualmente ser adequada para esta condição, 
mas cada caso precisa ser examinado com relação a cada componente particular e sistema envolvido. 
5.3.5.6 Circuito “pump-around” 
 O requisito de alívio é a taxa de vaporização causada por uma quantidade de calor igual ao 
total removido no circuito “pump-around”. O calor latente de vaporização deve corresponder ao calor 
latente nas condições de alívio de temperatura e pressão no ponto de alívio. 
5.3.5.7 Circuitos de topo e “pump-around” 
 Um circuito de topo mais “pump-around” é normalmente arranjado de modo que a falha 
simultânea de “pump-around”e do condensador de topo não vai ocorrer. Entretanto, a falha parcial de 
um com falha total do outro é possível. A capacidade de alívio requerida é discutida acima. 
5.3.5.8 Falha no refluxo lateral 
 Princípios similares aos descritos em 5.3.5.6 e 5.3.5.7 aplicam-se em inundação de 
condensador (se existe um condensador no sistema) ou mudanças nas propriedades de vapor 
resultantes de mudanças na composição. A capacidade de alívio deve ser grande o suficiente para 
aliviar a taxa de vaporização causada pela quantidade de calor removida do sistema. 
5.3.6 Falha no fluxo absorvente 
 Para absorção de hidrocarbonetos com óleo pobre, geralmente não há requisitos de alívio em 
caso de falha no óleo pobre. Entretanto, em uma unidade de remoção de gás ácido, na qual grande 
quantidade ( 25% ou mais) do vapor de entrada deve ser removida na absorvedora, a perda de 
absorvente pode aumentar a pressão até à pressão de alívio, desde que o sistema a jusante não seja 
adequado para lidar com o aumento de fluxo. O caso de unidade de remoção de dióxido de carbono 
de gás de síntese é mais complicado para analisar. Qualquer quantidade de dióxido de carbono acima 
da capacidade de projeto que entra na metanizadora, como ocorre em uma falha parcial de 
absorvente, produz um rápido aumento na temperatura que normalmente fecha a válvula “shutoff” de 
alimentação da metanizadora e abre o respiro para atmosfera. Se o respiro falha em abrir, há 
possibilidade de sobrepressurização. 
 Cada caso individual precisa ser estudado em suas características de processo e 
instrumentação. O estudo deve incluir o efeito de unidades de processo a jusante, adicionalmente à 
reação em tubulações e instrumentos imediatamente à jusante da absorvedora. 
 
 
53 
 
5.3.7 Acumulação de não condensáveis 
 Não condensáveis não se acumulam sob condições normais, porque eles são aliviados com as 
correntes de processo. Entretanto, em certas configurações de linhas, não condensáveis podem se 
acumular no ponto em que o condensador é bloqueado. Este efeito é igual a uma perda total de 
refrigerante. 
5.3.8 Entrada de material volátil no sistema 
 Embora a entrada de água em óleo quente permaneça uma fonte potencial de sobrepressão, 
não existem métodos universalmente reconhecidos de calcular os requisitos de alívio. De certo modo, 
se a quantidade de água presente e o calor disponível na corrente de processo são conhecidos, o 
tamanho de uma válvula de alívio pode ser calculado como uma válvula de vapor.Desafortunadamente, a quantidade de água dificilmente é conhecida, mesmo dentro de amplos limites. 
Além disso, dado que a expansão volumétrica de água para vapor é muito grande (aproximadamente 1 
para 1400 na pressão atmosférica ) e a velocidade de geração de vapor é essencialmente instantânea, 
é questionável se a válvula poderia abrir rápido o suficiente para ter utilidade. Normalmente, nenhum 
dispositivo de alívio de pressão é providenciado para essa contingência. Projeto adequado e correta 
operação do sistema de processo são essenciais nas tentativas de eliminar essa possibilidade. 
Algumas precauções que podem ser tomadas são evitar o uso de coletores de água e providenciar a 
instalação de purgadores de vapor, bloqueio duplo e sangrias nas conexões de água para linhas 
quentes de processo. 
 A informação acima descrita também se aplica para a entrada de óleo leve em óleo quente, 
mesmo considerando que a razão entre volume de vapor e volume de líquido é consideravelmente 
inferior a 1 para 1400. 
5.3.9 Falha nos controles automáticos de processo 
 Dispositivos automáticos de controle, diretamente atuados pelo processo ou indiretamente por 
variáveis de processo ( p.ex. pressão, fluxo, nível de líquido ou temperatura) são usados nas entradas 
ou saídas dos vasos ou sistemas. Quando o sinal de transmissão ou meio de operação até o elemento 
final de controle (como um atuador de válvula) falha, o dispositivo de controle deve assumir uma 
posição ou totalmente aberta ou totalmente fechada, de acordo com seu projeto básico. Elementos 
finais de controle que falham em uma posição estacionária devem assumir falhar totalmente aberto ou 
totalmente fechado. A falha de um elemento de medida do processo de um transmissor ou controlador, 
sem a coincidente falha da fonte de alimentação do elemento final controlado, deve ser revisada para 
determinar o efeito no elemento final de controle. A possível falha do dispositivo de controle enquanto a 
válvula de “bypass” manual está totalmente ou parcialmente aberta merece ser considerada; entretanto, 
não se pretende que este fator cubra a condição de uma válvula de controle subdimensionada. 
 Na avaliação das considerações de alívio, o projetista deve assumir dimensionamento 
adequado da válvula de controle e operação da unidade na condição de projeto ou próximo a ele, a não 
ser que conheça uma condição específica em contrário. O projetista deve estar alerta para condições 
temporárias de partida ou descontrole quando os operadores da unidade estão usando a válvula de 
“bypass”. Desde que as condições são de descontrole, a probabilidade que necessidades de alívio 
apareçam é habitualmente maior do que quando a unidade está rodando normalmente sob controle 
com todos “bypass” fechados. 
5.3.9.1 Crédito de capacidade 
 Na avaliação dos requisitos de alívio, qualquer válvula automática de controle que não está em 
consideração como causadora de exigências de alívio e que tenderia a aliviar o sistema deve ser 
assumida a permanecer na posição requerida para fluxo normal de processo. Em outras palavras, 
nenhum crédito deve ser tomado para qualquer resposta favorável de instrumentos. A posição normal 
da válvula é a posição esperada antes do incidente, tomando em consideração a capacidade de 
projeto e “turndown” do sistema. Assim, a menos que as condições de fluxo através das válvulas de 
controle mudem, crédito pode ser tomado para fluxo normal dessas válvulas, corrigido para as 
condições de alívio, desde que o sistema a jusante seja capaz de lidar com o aumento de fluxo. 
Embora controladores atuados por outras variáveis que a pressão do sistema podem tentar abrir suas 
válvulas totalmente, crédito pode ser tomado para essas válvulas de controle somente na quantidade 
permitida pelas suas posições de operação em fluxo normal não obstante a condição inicial da válvula. 
5.3.9.2 Dispositivos de controle na entrada 
 De modo geral existe uma ou várias válvulas de controle nas linhas de entrada com dispositivos 
de controle. O cenário a considerar é uma válvula de controle ficar em posição totalmente aberta ao 
invés da posição de falha. A abertura dessa válvula de controle pode ser causada por falha de 
 
54 
 
instrumento ou má operação. Se o sistema tem múltiplas entradas, a posição de quaisquer dispositivos 
de controle nestas linhas remanescentes deve ser assumida a permanecer em sua operação normal de 
operação. Assim, a capacidade de alívio requerida é a diferença entre o máximo fluxo de entrada e o 
fluxo normal de saída, ajustada para as condições de alívio e considerando “turndown” da unidade, 
assumindo que as outras válvulas estão na posição de operação em fluxo normal ( quer dizer 
normalmente aberto, fechado ou controlando). 
5.3.9.3 Dispositivos de controle na saída 
 Cada válvula de controle na saída deve ser considerada tanto na posição totalmente aberta 
quanto totalmente fechada para objetivo de determinação da carga de alívio. Isto é independente da 
posição de falha da válvula e pode ser causado por falha do sistema de instrumentação ou má 
operação. A capacidade de alívio é a diferença entre os fluxos máximos de entrada e de saída. Todos 
os fluxos devem ser calculados nas condições de alívio. Deve-se também considerar o efeito de 
fechamento inadvertido de dispositivos de controle por ação de operador. 
 Para aplicações envolvendo saída única com dispositivos de controle que falham na posição 
fechada, dispositivos de alívio de pressão nestas saídas podem ser requeridos para prevenir 
sobrepressão. A capacidade de alívio requerida é igual ao máximo fluxo de entrada esperado nas 
condições de alívio e deve ser determinado como descrito em 5.3.4 . 
 Para aplicações envolvendo mais de uma saída e com um dispositivo de controle que falha na 
posição fechada numa saída individual, a capacidade de alívio requerida é a diferença entre máximo 
fluxo de entrada e o fluxo de projeto (ajustado para condições de alívio e considerando “turndown” da 
unidade) através das saídas remanescentes, assumindo que as outras válvulas no sistema 
permanecem na posição normal de operação. 
 Para aplicações envolvendo mais de uma saída, cada uma com dispositivos de controle que 
falham na posição fechada devido à mesma falha, a capacidade de alívio requerida é igual ao máximo. 
5.3.9.4 Válvulas de falha estacionária 
 Mesmo quando alguns dispositivos de controle são projetados para permanecerem 
estacionários na última posição de controle, não se pode predizer a posição da válvula no momento da 
falha. Por isto, o projetista deve sempre considerar que estes dispositivos podem estar tanto abertos 
quanto fechados; nenhuma redução na capacidade de alívio pode ser considerada quando esses 
dispositivos são usados. 
5.3.9.5 Considerações especiais de capacidade 
 Embora dispositivos de controle, como válvulas de controle operadas por diafragma, sejam 
especificados e dimensionados para condições normais de operação, eles também devem operar sob 
condições de descontrole operacional, incluindo períodos onde os dispositivos de alívio estão aliviando. 
O projeto da válvula e a habilidade do atuador da válvula devem ser selecionados para posicionar 
apropriadamente o plugue da válvula de acordo com os sinais de controle durante condições anormais. 
Desde que as capacidades nas condições de alívio não são as mesmas que nas condições normais, as 
capacidades das válvulas de controle devem ser calculadas para as condições de alívio (pressão e 
temperatura) para determinação das capacidades requeridas de alívio. Em casos extremos, o estado 
do fluido controlado pode mudar (p.ex. de líquido para gás ou vice-versa). A capacidade de uma 
válvula de controle totalmente aberta, selecionada para líquido, pode por exemplo diferir 
acentuadamente quando trabalhando com gás. Isto causa particular preocupação onde a perda de 
nível de líquido pode ocorrer, levando a válvula a passar gás em alta pressãopara um sistema 
dimensionado para trabalhar apenas com vapor “flacheado” da entrada normal de líquido. 
5.3.10 Carga térmica de processo anormal 
 A capacidade requerida é a taxa máxima de vapor gerado nas condições de alívio menos a 
taxa de condensação normal ou de saída de vapor. Deve-se considerar o comportamento potencial do 
sistema. Por exemplo, a quantidade de combustível ou o fluxo térmico dos tubos deve ser a 
consideração limite. Entretanto, deve ser considerado a supercapacidade, como no caso da prática de 
especificar queimadores capazes de fornecer 125% da carga térmica de projeto. 
 Quando são instalados limitadores nas válvulas, deve-se usar a capacidade para válvula 
totalmente aberta ao invés da capacidade ajustada para o limitador. Entretanto, se um limitador 
mecânico é instalado e adequadamente documentado, o uso da capacidade limitada é apropriado. Nos 
trocadores casco e tubos a carga térmica deve ser calculada para a condição tubos limpos ao invés de 
incrustados. 
 
 
55 
 
5.3.11 Explosão interna ( exclui detonação ) 
 Para proteger contra sobrepressão causada por explosão interna devido à ignição de misturas 
ar-vapor se deve usar disco de ruptura ou painéis de explosão, ao invés de válvula de segurança e 
alívio. As válvulas de alívio reagem muito lentamente para proteger o vaso do rápido aumento de 
pressão causado pela propagação interna da chama. A área de passagem requerida é função de 
vários fatores, incluindo os seguintes: 
a. Condições iniciais ( pressão, temperatura, composição ) 
b. Propriedades de propagação da chama para os gases e vapores específicos 
c. Volume do vaso 
d. Pressão na qual o dispositivo atua 
e. Pressão máxima que pode ser tolerada durante o alívio da explosão 
 Deve também ser notado que o pico máximo de pressão que é alcançada durante o alívio de 
uma explosão é normalmente acima, ou muito acima da pressão de atuação do dispositivo de alívio. 
 O projeto do sistema de alívio para explosão deve seguir recomendações reconhecidas como 
as contidas na NFPA (National Fire Protection Agency). Regras simplificadas não devem ser usadas 
porque podem levar a projetos inadequados. Quando as condições de projeto são ultrapassadas se 
deve usar dados obtidos de testes, ou usar meios alternativos de proteção. Alguns métodos 
alternativos são descritos na NFPA. 
 Quando há risco de detonação os critérios usados para explosão não são apropriados. Nestes 
casos, o perigo de explosão deve ser mitigado evitando-se a formação de misturas que podem detonar. 
 Medidas para evitar explosão, como purga com gás inerte, juntamente com medidas 
administrativas de controle, podem ser consideradas como substitutivas aos sistemas de proteção 
contra explosão somente nos casos de contaminação com ar durante as atividades de partida e 
parada. 
5.3.12 Reação química 
 A metodologia para determinar o tamanho apropriado do sistema de alívio de emergência foi 
estabelecida pela DIERS (Design Institute for Emergency Relief Systems). 
 A metodologia DIERS é baseada no seguinte: 
a. Definir as condições básicas de projeto durante o descontrole. 
b. Caracterizar o sistema através de testes em escala reduzida simulando as condições de descontrole. 
c. Usar equações que consideram fluxo bifásico para dimensionar o alívio. 
 As condições de descontrole básicas de projeto são específicas, mas geralmente incluem uma 
ou mais das seguintes : 
a. Fogo externo 
b. Perda de mistura 
c. Perda de resfriamento 
d. Erro no carregamento de reagentes 
 As taxas de reação são raramente conhecidas. Assim, testes em escala reduzida simulando as 
condições de descontrole são normalmente necessárias. Existem diversos aparatos de teste 
disponíveis para este objetivo. Se as simulações de bancada indicam que há potencial para uma 
explosão, as considerações de 5.3.11 devem ser aplicadas. 
 Onde exequível, um dispositivo de alívio de pressão deve ser usado para controlar a 
sobrepressão. Quando não for possível, outras estratégias de projeto devem ser empregadas para 
controlar o sobretensionamento do equipamento. Essas estratégias podem incluir sistemas de 
segurança como p.ex. sistemas automáticos de paradas, injeção de inibidor, resfriamento, 
despressurização e fontes alternativas de energia. Quando esta abordagem é usada, a confiabilidade 
do sistema de proteção deve ser documentada numa análise formal de risco, que está fora do escopo 
deste documento. 
5.3.13 Expansão hidráulica 
A expansão hidráulica é o aumento no volume de líquido causado pelo aumento na temperatura 
(ver Tabela 5.3). Pode ocorrer por várias causas, das quais as mais comuns são as seguintes: 
a) Vasos ou tubulações são bloqueados enquanto são cheios de líquido frio e subsequentemente 
são aquecidos por traços de aquecimento (“steam tracing”), bobinas, meio ambiente ou fogo. 
b) Um trocador de calor é bloqueado no lado frio sem interromper o fluxo do fluido quente. 
c) Tubulações ou vasos são bloqueados enquanto são cheios com líquido em temperatura 
próxima a ambiente e depois são aquecidos pela radiação solar direta. 
Em certas instalações, como circuitos de resfriamento, o esquema de processo, arranjos dos 
equipamentos e métodos, e procedimentos operacionais tornam possível a eliminação dos dispositivos 
para alívio de expansão hidráulica, que normalmente seria necessário no lado de fluido frio em um 
 
56 
 
trocador casco e tubos. Típico dessas condições são unidades com múltiplos cascos e com pelo 
menos uma válvula de bloqueio no fluido frio do tipo travada aberta em cada casco, e uma unidade com 
um único casco em dado serviço onde o casco pode permanecer em serviço, exceto em paradas. 
Nestas condições, o fechamento do bloqueio do fluido frio pode ser controlado por procedimentos 
administrativos e possivelmente a adição de avisos estipulando ventilação e procedimentos e drenagem 
quando parando e bloqueando. Esses casos são aceitáveis e não comprometem a segurança, mas o 
projetista deve ser alertado para rever cada caso cuidadosamente antes de decidir que um dispositivo 
de alívio para expansão hidráulica não é necessário. 
 
Tabela 5.3 - Valores típicos de coeficiente de expansão cúbica para hidrocarbonetos líquidos e 
água a 60 ºF 
 
Densidade do líquido (º API) Valor (por ºF) 
3 a 34,9 0,0004 
35 a 50,9 0,0005 
51 a 63,9 0,0006 
64 a 78,9 0,0007 
79 a 88,9 0,0008 
89 a 93,9 0,00085 
94 a 100 e mais leves 0,0009 
Água 0,0001 
 
5.3.13.1 Dimensionamento e pressão de abertura 
A capacidade requerida é difícil de ser determinada. Quando se trata de alívio de líquido, a 
capacidade requerida geralmente é pequena, nesses casos a especificação de uma válvula de alívio de 
¾” x 1” geralmente é suficiente, chegando até a ser superdimensionada. Se há expectativa que o 
líquido sendo aliviado “flacheie” ou forme sólidos quando passe através do dispositivo de alívio de 
pressão, o procedimento descrito em 3.10.1 é recomendado. 
A válvula de alívio não deve ser ajustada para abrir acima da PMTA do componente mais fraco do 
sistema que está sendo protegido. Entretanto, o dispositivo de alívio de pressão deve ser ajustado o 
suficiente para atuar apenas em condições de expansão hidráulica. Se houver contrapressão 
superimposta seus efeitos no funcionamento da válvula de alívio devem ser considerados. 
5.3.13.2 Casos especiais 
Existem duas situações específicas, nas quais a simples instalação de uma válvula de alívio de 
¾” x 1” não atende, e por isso torna-se necessário efetuar dimensionamento. Tubulações longas e de 
grande diâmetro, e grandes vasos ou trocadores de calor que operam cheios de líquidos, aquecem a 
taxas calculáveis quando expostos ao sol. Se forem conhecidos a taxa de transferência de calor e o 
coeficiente de expansão térmica, a capacidade de alívio requerida pode ser calculada através da 
equação (5.1) abaixo. 
 
Equação para dimensionamento de dispositivo para alívio térmico 
GC
BH
gpm
500 (5.1) 
Onde: 
gpm= taxa de vazão na temperatura de descarga em galões por minuto 
B= Coeficiente de expansão cúbica por grau Fahrenheit para o líquido na temperatura 
esperada. 
H= taxa de transferência de calor em BTU por hora. 
G= densidade em relação à água.= 1,0 a 60 ºF. A compressibilidade do líquido é geralmente 
ignorada. 
C= calor específico do fluido em BTU por libra por grau Fahrenheit. 
 
 Este método de cálculo vai garantir somente proteção em curto prazo em alguns casos. Se o 
líquido bloqueado tem uma pressão de vapor maior que a pressão de alívio, então o dispositivo de 
alívio de pressão deve ser capaz de lidar com a taxa de geração de vapor. 
 
 
57 
 
5.3.14 Fogo externo 
 
5.3.14.1 Efeito de fogo na superfície molhada de um vaso 
 A área molhada pelo conteúdo interno líquido de um vaso é efetiva na geração de vapor 
quando a área é exposta a fogo. Para determinar a geração de vapor, somente a porção do vaso que 
é molhada pelo líquido interno e fica a uma distância de até 7,62 metros ( 25 ft) da fonte de chama 
precisa ser considerada. O termo fonte de chama usualmente refere-se ao piso, mas pode ser em 
qualquer nível no qual se acumule um vazamento substancial ou uma poça que possa sustentar o fogo. 
Várias classes de vasos são operados apenas parcialmente cheios. A tabela 4 estabelece partes 
recomendadas de inventário de líquido para uso nos cálculos. Partes acima de 25 pés são 
normalmente excluídas. Também não são normalmente incluídos na determinação da área molhada os 
tampos dos vasos protegidos por suportes, com ventilação limitada. 
 
Tabela 5.4 - Efeito do fogo em uma superfície molhada de um vaso 
Classe do vaso Parte de inventário líquido Observações 
Cheio de líquido Todo, até a altura de 25 pés - 
Vasos de “knockout”, 
vasos de processo 
Nível normal de operação até a altura 
de 25 pés 
 - 
Colunas de fracionamento Nível normal no fundo mais líquido 
acumulado de todas as bandejas 
descarregando no fundo; área total 
molhada até a altura de 25 pés 
Nível no refervedor deve ser 
incluído se este é parte 
integral da coluna 
Armazenamento de 
serviço 
Máximo nível de inventário até 25 pés 
de altura (partes da área molhada em 
contato com fundação ou piso são 
normalmente excluídas) 
Para tanques operando a 
pressão igual ou inferior a 15 
psig deve-se verificar o API 
Std.2000 
Esferas e esferóides Até o máximo diâmetro horizontal ou 
até 25 pés, o que for maior 
 - 
 
As temperaturas de alívio normalmente ficam acima da temperatura de projeto do equipamento sendo 
protegido. Se no entanto houver possibilidade da temperatura elevada causar ruptura do vaso, medidas 
adicionais de proteção devem ser consideradas ( ver 5.3.14.6). Também onde a exposição a fogo 
resulta na geração de vapor por craqueamento térmico, métodos alternativos de dimensionamento 
podem ser apropriados. 
 A área molhada para esferas normalmente inclui toda a área até o diâmetro máximo. Pode ser 
apropriado adicionar um percentual da área do vaso para considerar a geração de vapor nas 
tubulações associadas ao vaso em consideração. 
 
 
58 
 
 
 
 
5.3.14.2 Efeito do fogo na superfície seca de um vaso 
Vasos de parede seca são aqueles nos quais as paredes internas estão expostas a gases, 
vapores, ou fluido super-crítico, ou são internamente isoladas independentemente do fluido contido. 
Estes incluem vasos que sob condições normais contem fases vapor e líquida separadas, mas tornam-
se fase única (acima da crítica) nas condições de alívio. 
Vasos podem ser projetados com isolamento interno. Um vaso pode ser considerado isolado 
internamente quando a parede interna pode se tornar isolada devido à deposição de coque ou outros 
materiais a partir dos fluidos contidos. 
 Como no caso das superfícies molhadas, as temperaturas de alívio ficam geralmente acima da 
temperatura de projeto do equipamento protegido. Medidas protetoras adicionais devem ser usadas 
caso haja possibilidade de ruptura do vaso. 
Uma característica do vaso com uma parede seca é que o fluxo de calor da parede para o 
fluido contido é baixo devido à resistência do fluido ou qualquer material isolante. A carga térmica de 
um fogo aberto para a superfície externa nua de um vaso de parede seca pode, em determinado prazo 
de tempo, ser suficiente para aquecer a parede do vaso a uma temperatura alta o suficiente para 
romper o vaso. As figuras 1 e 2 indicam quanto rápido uma parede de vaso seca e nua pode ser 
aquecida até as condições de ruptura. A figura 1 ilustra o aumento na temperatura, em relação ao 
tempo, que ocorre em chapas secas de várias espessuras expostas a fogo aberto. Por exemplo, uma 
chapa de aço com 1” de espessura deve demorar cerca de 12 minutos para alcançar 
aproximadamente 593 ºC (1100 ºF ) e cerca de 17 minutos para alcançar 704 ºC (1300 ºF) quando a 
chapa é exposta a fogo direto . 
 A figura 2 mostra o efeito do sobreaquecimento do aço ASTM A 515 Grau 70. A figura indica 
que para uma tensão de 15000 psi , um vaso de parede seca deve romper em cerca de 7 horas a 1100 
ºF e cerca de 2,5 minutos a 1300 ºF . 
 
59 
 
 
5.3.14.3 Dimensionamento para parede molhada 
A quantidade total de calor absorvida por um vaso exposto a fogo aberto é marcadamente 
influenciada pelo tipo de combustível que alimenta o fogo, pelo grau com que o vaso é envolvido pelas 
chamas ( uma função do tamanho e forma do vaso) e pelas medidas de combate a fogo que são 
adotadas. 
Na equação abaixo se considera que existam equipamentos apropriados para combate a 
incêndio e há drenagem adequada que leva o combustível para longe do vaso. 
Q = 21000 F A0,82 (5.2) 
 Considerando-se que não existam equipamentos para combate a incêndio e não há drenagem 
adequada à equação é : 
Q = 34500 F A0,82 (5.3) 
onde : 
Q = calor total absorvido pela superfície molhada, em BTU / h 
A = área total molhada, em ft2. ( A expressão A0,82 é o fator de exposição da área. Este fator 
reconhece o fato que vasos grandes são menos sujeitos a ser completamente expostos à chama de 
um fogo aberto que vasos pequenos ) 
F = fator do ambiente. (Os valores para vários tipos de instalação são mostrados na tabela 5.5) 
Tabela 5.5 – Fator de ambiente 
Tipo de condição superficial Fator F 
Superfície nua 1,0 
Vaso isolado ; condutividade do isolamento de 4 BTU / h / ft2 / ºF 0,3 
Vaso isolado ; “ 2 “ 0,15 
Vaso isolado ; “ 1 “ 0,075 
Vaso isolado ; “ 0,5 “ 0,0376 
Vaso isolado ; “ 0,33 “ 0,026 
Aplicação de água, em vaso sem isolamento 1,0 
Sistemas de despressurização e esvaziamento 1,0 
Armazenamento coberto com terra 0,03 
Armazenamento subterrâneo 0,00 
 
 
 
 
60 
 
5.3.14.4 Dimensionamento para parede seca 
 A área de descarga para dispositivos de alívio em vasos contendo fluidos supercríticos, gases 
ou vapores expostos a fogo aberto pode ser estimado pela equação 4. Não foi considerado nenhum 
crédito para isolamento nesta equação. Crédito para isolamento deve ser tomado da tabela 5.5 . 
1
30
P
AF
A  (5.4) 
onde : A3 é a superfície exposta do vaso 
 P1 = pressão de alívio, em psia 
 Fo é um fator operacional determinado pela equação : 
Fo = 
 







 
6506,0
1
25,1
.1.1406,0
T
TTw
CKd
 (5.5) 
k = Cp/Cv 
Kd = coeficiente de descarga ( 0,975 pelo API RP 520 ) 
Tw = temperatura da parede do vaso em ºR 
T1 = temperatura do gás em ºR, na pressão de alívio, determinado por T1 = P1/Pn x Tn 
 P1 = pressão de alívio, psia 
Pn = pressão normal de operação, psia 
Tn = temperatura normal de operação, ºR 
A temperaturamáxima recomendada de parede para chapas de aço carbono é de 1100 ºF 
( 593 ºC ) . Para vasos que são fabricados com aços liga, o valor de Tw deve ser alterado para um 
valor máximo apropriado . 
A carga de alívio pode ser calculada diretamente, em libras/hora, rearranjando-se a equação 
7.2 do API RP520 (ver capítulo 7) com as equações 5.4 e 5.5, que resulta na seguinte equação : 
 
 







 

1506,1
1
25,1
.13
1
.
1406,0
T
TTA
MPW w (5.6) 
 
Onde M = massa molecular do gás. Z e Kb são assumidos iguais a 1 . 
 As derivações das equações 5.4, 5.5 e 5.6 são baseadas nas propriedades físicas do ar e leis 
de gás perfeito. As derivações assumem que o vaso não tem isolamento e não tem massa, que a 
temperatura da parede do vaso não vai atingir a tensão de ruptura e que não há mudança na 
temperatura do gás. Essas pressuposições devem ser revistas para garantir que são apropriadas para 
qualquer situação particular. 
5.3.14.5 Cálculos mais rigorosos 
 Quando as pressuposições precedentes não são apropriadas, métodos mais rigorosos de 
cálculo podem ser necessários. Nestes casos, as necessárias propriedades físicas do fluido contido 
podem precisar ser obtidas de dados reais ou estimadas de equações de estado. Os efeitos da massa 
do vaso e isolamento podem precisar ser considerados. A taxa de alívio de pressão é baseada em um 
estado não estacionário. Enquanto o fogo continua, a temperatura de parede do vaso e a pressão e 
temperatura do gás contido aumentam com o tempo. A válvula de alívio de pressão vai abrir na pressão 
de abertura. Com a perda de fluido no alívio, a temperatura vai aumentar ainda mais na pressão de 
alívio. Se o fogo é de duração suficiente, a temperatura vai aumentar até que ocorra a ruptura do vaso. 
Procedimentos estão disponíveis para estimar as mudanças na parede do vaso e temperaturas do 
fluido contido que ocorrem com o tempo e a máxima taxa de alívio na pressão de abertura. 
 
5.3.14.6 Medidas para proteger vasos de pressão contra exposição a fogo 
Uma válvula de alívio de pressão não vai evitar redução de resistência mecânica e falha de um 
vaso de pressão que se torna localizadamente superaquecido e supertensionado devido ao fogo em 
uma área seca. Seu único efeito é evitar que a pressão interna vá além da pressão de acúmulo 
permitida. Um vaso pode ser protegido contra falha através da despressurização e da limitação da 
absorção de calor. 
 
61 
 
5.3.14.6.1 Sistemas de despressurização 
A despressurização controlada do vaso vai reduzir a pressão interna e as tensões na parede do 
vaso. O projeto desse sistema deve considerar os seguintes fatores: 
a) controles manuais próximos ao vaso podem se tornar inacessíveis em uma emergência 
b) controles automáticos podem falhar em uma direção contrária a despressurização (por 
exemplo, válvulas podem falhar fechadas); 
c) é desejável se iniciar a despressurização o mais rápido possível, para limitar a tensão no vaso 
a limites compatíveis com a temperatura que a parede vai atingir como resultado do fogo; 
d) deve ser providenciada a disposição segura do fluido aliviado; 
e) nenhum crédito é recomendado quando válvulas de segurança são dimensionadas para 
exposição a fogo. 
 
5.3.14.6.2 Métodos para limitar a absorção de calor 
a) Isolamento externo. O uso de isolamento térmico limita a carga térmica absorvida e reduz tanto a 
temperatura de parede quanto o aumento de pressão dentro do vaso. O isolamento reduz também a 
quantidade de vapores gerados internamente e conseqüentemente a necessidade de providenciar um 
sistema de alívio excepcionalmente grande para conduzir o fluido aliviado a um ponto de descarte. 
O isolamento deve ser resistente a fogo e protegido contra deslocamento por jatos de água. 
Quando isolamento ou “fireproofing” é aplicado, o calor absorvido pode ser computado 
assumindo que a temperatura na cobertura externa atinge uma temperatura de equilíbrio de 1660 °F 
(904 °C) . Considerando essa temperatura e a temperatura de operação interna ao vaso, com a 
espessura e a condutividade da camada de isolamento, pode-se computar a taxa média de 
transferência de calor. Como a condutividade do isolamento aumenta com a temperatura, deve-se 
utilizar um valor médio. 
Para vasos isolados, o fator de ambiente para isolamento torna-se: 
F = 
 
e
Tk f


21000
1660.. .
 (5.7) 
 
Onde : k = condutividade térmica do isolamento, em BTU/h/ft2/°F/in 
Tf = temperatura do fluido interno nas condições de alívio , em °F 
e = espessura do isolamento, em polegada 
b) Resfriar a superfície externa do vaso com água. Sob condições ideais, um filme de água cobrindo a 
superfície metálica pode absorver a maior parte da radiação incidente. A efetividade da aplicação de 
água depende de vários fatores. Ventos fortes, sistemas entupidos, garantia de suprimento de água e a 
condição da superfície do vaso impedem que se garanta uma cobertura uniforme de água. Devido a 
essas incertezas, não se recomenda redução no fator de ambiente. Entretanto, a aplicação adequada 
de água pode ser muito efetiva. 
 
5.3.15 Falha de alimentação elétrica 
A determinação dos requisitos de alívio resultantes de falhas de energia requer um estudo 
cuidadoso para avaliar quais equipamentos são afetados e como a falha do equipamento afeta a 
operação da planta. Reserva automática (“standby”) é um excelente dispositivo para maximizar 
continuidade operacional, mas os circuitos, seqüências e componentes não são suficientemente 
confiáveis para permitir crédito. 
A falha de energia elétrica deve ser analisada de três modos: 
a. Falha local, na qual uma parte do equipamento é afetada. 
b. Falha intermediária, que afeta um centro de distribuição ou um centro de controle de motores. 
c. Uma falha total, na qual todos equipamentos são simultaneamente afetados. 
 Os efeitos de falha de energia local são facilmente avaliados quando partes dos equipamentos, 
como bombas ou válvulas solenóides são afetados. P.ex., uma falha de bomba pode causar perda de 
água de resfriamento ou perda de refluxo. 
 Falha intermediária pode causar efeitos mais sérios que os outros dois tipos de falha. 
Dependendo do modo de dividir várias bombas e atuadores entre os alimentadores elétricos, é possível 
perder todos os ventiladores de um resfriador a ar, ao mesmo tempo em que as bombas de refluxo são 
 
62 
 
perdidas.Isto pode então inundar o condensador e pode anular qualquer crédito normalmente dado 
para o efeito de convecção natural do condensador a ar . 
 Falha total requer estudo adicional para analisar e avaliar os efeitos combinados de falhas em 
múltiplos equipamentos. Consideração especial deve ser dada ao efeito de abertura simultânea de 
válvula de alívio de pressão em diversos serviços, particularmente se as válvulas de alívio descarregam 
em um mesmo sistema fechado de coletor. 
5.3.16 Falha de equipamento de troca térmica 
 O código ASME Séc.VIII Div.1 estabelece no parágrafo UG-133(d) que “trocadores de calor e 
vasos similares devem ser protegidos com um dispositivo de alívio de capacidade suficiente para 
anular a sobrepressão em caso de falha interna”. Esta exposição define um amplo problema, mas 
também apresenta os seguintes problemas específicos: 
a. O tipo e extensão da falha interna que pode ser antecipada. 
b. A determinação da capacidade de alívio requerida. 
c. A seleção de um dispositivo de alívio que vai reagir rápido o suficiente para prevenir a sobrepressão. 
d. A seleção de um local adequado para o dispositivo de modo que ele sinta a pressão em tempo para 
reagir a ela. 
5.3.16.1 Considerações de pressão 
 Ruptura completa de um tubo, em que grande quantidade de fluido em alta pressão vai escoar 
para o lado de menor pressão, é uma contingência remota, mas possível. Pequenos vazamentos 
raramente podem sobrepressurizar um trocador durante operação. Desde que a pressãode TH é 150% 
da pressão de projeto, a falha do equipamento, ou em outras palavras, a perda de contenção do lado 
de baixa pressão para atmosfera é improvável de ocorrer como resultado da ruptura de um tubo onde 
o lado de baixa pressão ( incluindo sistemas a montante e jusante ) é projetado pelo menos para 2/3 
da pressão de projeto do lado de pressão mais alta. O uso de máxima pressão possível do sistema ao 
invés de pressão de projeto deve ser considerado quando existe uma diferença muito grande entre as 
pressões de projeto e de operação para o lado de alta pressão do trocador . 
 Onde a pressão de teste real do lado de baixa pressão é inferior a 150% da pressão de projeto, 
esta pressão inferior deve ser usada para determinar se é necessária proteção contra sobrepressão. 
Alívio de pressão para ruptura de tubo não é necessária onde o lado de baixa pressão (incluindo 
sistemas a montante e jusante) é projetado acima deste critério de 2/3. 
 Para novas instalações, aumentar a pressão de projeto do lado de baixa pressão pode reduzir 
o risco. Linhas a jusante e montante e sistemas de equipamentos devem ser totalmente avaliados 
quando esta abordagem é usada. 
5.3.16.2 Determinação da taxa de alívio requerida 
 Na prática, uma falha interna pode variar de um furo a uma ruptura completa do tubo. 
 Para determinar a taxa de alívio requerida, as seguintes bases devem ser usadas: 
a. A falha do tubo é uma abertura abrupta em um tubo . 
b. Assume-se que o fluido em alta pressão escoa ao mesmo tempo através do pedaço de tubo 
remanescente no espelho e através da outra seção do tubo. 
 Uma pressuposição simplificada de dois furos pode também ser usada no lugar do método 
acima, desde que isto vai resultar em uma maior taxa de alívio. 
 Na determinação da taxa de alívio, desconto deve ser dado para qualquer líquido que vai 
flachear em vapor. Para líquidos que não “flacheiam” quando passam através da abertura, a taxa de 
descarga deve ser computada através de equações de fluxo incompressível. Para vapores passando 
através da abertura do tubo rompido, aplicam-se as teorias de fluxo compressível. 
 Um método de fluxo bifásico deve ser usado na determinação da taxa de fluxo para líquidos 
que flacheiam ou fluidos bifásicos. 
 Duas abordagens são disponíveis para determinar o tamanho requerido do dispositivo de alívio: 
(a) estado estacionário (b) análise dinâmica . Se um método estado estacionário é usado, o tamanho do 
dispositivo deve ser baseado na taxa de fluxo de gás e/ou líquido passando através da ruptura. Crédito 
de capacidade pode ser dado para as tubulações do lado de baixa pressão segundo as 
recomendações de 5.3.16.4 . Uma abordagem dinâmica simula o perfil de pressão e transientes de 
pressão desenvolvidos no trocador a partir do momento da ruptura, e geralmente vai incluir o tempo 
de resposta do dispositivo de alívio. 
 Este tipo de análise é recomendado onde existe uma grande diferença na pressão de projeto 
entre os dois lados do trocador, especialmente onde o lado de baixa pressão está cheio de líquido e o 
lado de alta pressão contem um gás ou líquido que vai flachear através da ruptura. A modelação tem 
 
63 
 
mostrado que sob essas circunstâncias, as condições transientes podem produzir significante 
sobrepressão, mesmo quando protegidos por um dispositivo de alívio de pressão. 
5.3.16.3 Dispositivos de alívio e localização 
 O projeto de tubulação ao redor do trocador e a localização do dispositivo de alívio são fatores 
críticos na proteção do trocador. Tanto discos de ruptura quanto válvulas de alívio de pressão devem 
ser considerados. 
 O dispositivo de alívio pode necessitar ser localizado diretamente no trocador ou imediatamente 
adjacente na tubulação de conexão. Isto é especialmente importante se o lado de baixa pressão do 
trocador é cheio de líquido. Se o dispositivo estiver localizado longe, o tempo de resposta pode implicar 
em alto transiente de sobrepressão do trocador antes da operação do disco de ruptura ou válvula de 
alívio de pressão. 
 Uma análise deve ser feita sobre o intervalo de tempo necessário para o dispositivo de alívio 
abrir. O tempo de abertura para o dispositivo usado deve ser verificado pelo fabricante e deve ser 
também compatível com os requisitos do sistema. 
5.3.16.4 Influência da tubulação e condições de processo 
 Para determinar a influência da tubulação, tanto para eliminar a necessidade de dispositivo de 
alívio quanto para reduzir os requisitos de alívio, a configuração da linha de descarga e seu conteúdo 
(líquido ou vapor) do lado de baixa pressão deve ser considerado. Onde o lado de baixa pressão está 
na fase vapor, crédito total pode ser dado para a capacidade de acumular vapor das linhas de entrada e 
saída, desde que as linhas de entrada não tenham válvulas de retenção ou outros equipamentos que 
possam prevenir contra-refluxo. Onde o lado de baixa pressão está totalmente cheio com líquido, a 
capacidade efetiva de alívio que pode ser creditada para o sistema de tubulação deve ser baseada na 
taxa de fluxo volumétrica do lado de baixa pressão que existia antes da ruptura do tubo. Entretanto, se 
uma análise detalhada é feita, um crédito de capacidade pode ser dado para a aceleração de líquido no 
lado de baixa pressão. 
 Onde o sistema de tubulação do lado de baixa pressão contem válvulas, seu efeito na 
capacidade do sistema quando ocorre a sobrepressão deve ser levado em conta. Válvulas instaladas 
apenas para isolação devem ser assumidas como totalmente abertas. No cálculo do crédito de 
capacidade para o sistema de tubulação, deve-se considerar que as válvulas usadas para efeito de 
controle devem permanecer numa posição equivalente ao fluxo normal mínimo do processo específico. 
Entretanto, essa pressuposição não pode ser feita caso a válvula possa automaticamente fechar devido 
a uma situação de emergência. 
5.3.16.5 Trocadores de tubo duplo 
 Os dois tipos de trocador de tubo duplo são aqueles que usam tubos “Schedule” para o lado 
interno ou os que usam tubos “gauge”, usualmente em maiores espessuras. Unidades que usam tubos 
“Schedule” para o condutor interno não apresentam maior probabilidade de ruptura que qualquer 
tubulação do sistema. Desse modo, uma falha não precisa se considerada como uma fonte de 
requisitos de alívio de pressão. Embora completa ruptura do tubo não seja provável, falhas de soldas 
podem acontecer, especialmente se os dois tubos são de materiais dissimilares. Entretanto, o projetista 
é aconselhado a avaliar cada caso cuidadosamente, e utilizar um bom julgamento para decidir se o 
caso particular em questão representa uma exceção. Por exemplo, onde tubos “gauge” são usados, o 
projetista deve determinar se eles são ou não equivalentes a um tubo “Schedule”. Outros projetos 
especiais devem receber considerações similares. 
5.3.17 Abertura de válvulas manuais 
 Quando uma válvula manual é aberta inadvertidamente, causando aumento de pressão em um 
vaso, aplica-se o seguinte : o vaso deve ter uma válvula de alívio de pressão grande o suficiente para 
aliviar uma taxa igual ao fluxo através da válvula aberta, menos crédito para saídas alternativas no 
vaso, que podem razoavelmente ser considerados como operacionais. Deve-se considerar a válvula 
manual passando toda sua capacidade na posição totalmente aberta, e a pressão no vaso nas 
condições de alívio. Cálculo volumétrico ou o equivalente em carga térmica deve ser usado se a 
válvula manual admite um líquido que flacheia ou um fluido que vai causar vaporização do conteúdo do 
vaso. Somente uma válvula manual inadvertidamente aberta deve ser considerada por momento. 
5.3.18 Despressurização de vapor 
 Quando a temperatura de metal aumenta acima do valor especificado de projeto devido a fogo 
ou reações exotérmicas ou fora de controle, pode-se atingir um nível no qual uma ruptura por tensão 
pode ocorrer. Isto pode ser possível mesmo quando a pressão do sistemanão ultrapassa o valor 
 
64 
 
máximo permitido de acumulação. O uso de despressurização de vapor é um método para evitar essa 
ocorrência. Se a despressurização de vapor é requerida por razões de processo e fogo, o maior 
requisito deve governar o tamanho da instalação de despressurização. 
 Um sistema de despressurização de vapor deve ter capacidade adequada para permitir a 
redução nas tensões do vaso a níveis em que a ruptura por tensão não é de imediata preocupação. 
Para dimensionamento, isto geralmente envolve reduzir a pressão no equipamento a um nível 
equivalente a 50% da pressão de projeto do vaso em aproximadamente 15 minutos. Este critério é 
baseado na temperatura de parede do vaso versus tensão para ruptura e aplica-se geralmente a vasos 
com espessura de parede de aproximadamente 25 milímetros ou mais. Vasos de menor espessura 
geralmente requerem taxas mais altas de despressurização. A taxa requerida de despressurização 
depende da metalurgia do vaso, da espessura e da temperatura inicial de parede do vaso, e da taxa de 
carga térmica. 
 Muitos hidrocarbonetos leves vão resfriar em baixas temperaturas quando a pressão é 
reduzida. Projeto e condições de despressurização devem considerar essa possibilidade. 
 A despressurização é assumida a continuar pela duração da emergência. As válvulas devem 
permanecer operáveis durante a duração da emergência ou devem falhar em posição totalmente 
abertas. Proteção contra fogo para a fonte de energia e atuador da válvula pode ser requerida na zona 
de fogo. 
 Quando fogo é a contingência preponderante, é apropriado limitar a aplicação de 
despressurização de vapor para instalações que operam a 250 psig ( 1720 kPag ) ou acima, onde o 
tamanho do equipamento e volume do conteúdo é significante. Uma alternativa para providenciar 
despressurização em todos equipamentos que processam hidrocarbonetos leves é ajustar a taxa de 
despressurização para alcançar 100 psig ( 690 kPag) ou 50% da pressão de projeto do vaso, o que for 
menor, em 15 minutos. A redução na pressão de operação tem o objetivo de permitir mais rápido 
controle em situações em que a fonte de fogo é vazamento de materiais inflamáveis do equipamento 
que está sendo despressurizado. O efeito de carga térmica em vasos de processo é discutido em 
5.3.14 e acima. 
 Se o aumento de temperatura é decorrente de reação química, deve-se referir a 5.3.12 para 
orientação em como estimar o tamanho do respiro e aumento de temperatura em um sistema reativo. 
 Para reduzir a pressão interna no equipamento envolvido em fogo, vapor deve ser removido a 
uma taxa que deve compensar as seguintes ocorrências: 
a. Vapor gerado do líquido pela carga térmica do fogo 
b. Uma mudança na densidade do vapor interno durante a redução de pressão 
c. Flacheamento de líquido devido à redução de pressão ( Este fator aplica-se somente quando um 
sistema contem líquido na ou próximo à temperatura de saturação) 
 
5.3.19 Considerações especiais para válvulas individuais 
 Os procedimentos de dimensionamento para válvula de alívio de pressão são cobertos no API 
RP 520 Parte 1, com a exceção das circunstâncias cobertas em 5.3.19.1 a 5.3.19.3 . 
 
5.3.19.1 Mistura líquido-vapor e formação de sólidos 
 Uma PSV trabalhando com líquido nas condições de equilíbrio vapor-líquido ou fluido em fase 
mista vai produzir vapor em função do flacheamento que ocorre devido ao fluxo do fluido através da 
válvula. A geração de vapor poderá reduzir a capacidade efetiva de fluxo de massa e deve ser levada 
em conta. O projetista deve ser alertado para investigar os efeitos de redução no fluxo ou 
estrangulamento. 
 Alguns fluidos (p.ex. dióxido de carbono e propano úmido ) podem formar sólidos quando são 
descarregados através do dispositivo de alívio. Não foi estabelecido um método uniformemente aceito 
para reduzir a possibilidade de obstrução. 
 
5.3.19.2 Localização de um dispositivo de alívio de pressão em um sistema 
normalmente líquido 
 Onde válvulas ou outros dispositivos são dimensionados para aliviar vapores causados pela 
entrada de vapor ou geração de vapor em um sistema normalmente totalmente líquido ( ver 5.3.9, 
5.3.11, 5.3.12 e 5.3.18 ), deve-se tomar cuidado para localizar o dispositivo de modo a que ele 
realmente alivie vapor e não é requerido para aliviar o equivalente volumétrico de vapor como líquido. 
 
 
65 
 
5.3.19.3 Válvulas múltiplas 
 O código ASME é considerado, devido a seu uso generalizado como referência ou código base, 
a autoridade para os requisitos mínimos e desempenho das válvulas de segurança e alívio. Suas 
determinações devem ser seguidas em qualquer discussão quanto à instalação de válvulas de 
segurança e alívio múltiplas, com ou sem escalonamento na pressão de abertura. Para informação 
detalhada, deve-se ver a seção VIII, Div.1, parágrafos UG-125 até UG-136, e os apêndices 11 e M . 
 Equipamentos para geração de vapor, construídos de acordo com as regras da Seção I, devem 
ser protegidos conforme as regras desse código. 
 
5.3.19.3.1 Justificação 
 As considerações que tornam desejável a instalação de válvulas múltiplas com pressão de 
abertura escalonada incluem o fator de dimensionamento e vedação da válvula, os requisitos do vaso 
de pressão, as características da pressão de entrada da válvula de alívio de pressão, a força de reação 
no alívio, e a variação de taxas de alívio para várias contingências. 
 Devido à dificuldade de antecipar ocorrências simultâneas, o projetista adota um 
dimensionamento conservativo e isso tende a superdimensionar a válvula. Por outro lado, em grandes 
unidades de processo, a área calculada requerida muitas vezes não pode ser obtida por uma única 
válvula. Assim, múltiplas válvulas são necessárias para atingir a capacidade requerida. Flutuações 
mínimas na pressão do vaso podem se aproximar ou entrar na faixa de funcionamento de uma única 
válvula de segurança. Isso cria vazamento contínuo que se prolonga até que a pressão no sistema caia 
o suficiente para permitir que a mola feche a válvula. Quanto maior a válvula, menor será a elevação 
necessária para lidar com uma pequena taxa de fluxo, e maior será o vazamento para uma elevação 
qualquer. Batimento e danos nas sedes geralmente acompanham esta circunstância. Se forem 
utilizadas válvulas múltiplas com mesma pressão de abertura o problema será comum a todas elas. 
Entretanto, o uso de válvulas múltiplas com pressões de abertura escalonadas representa uma solução 
para esse problema. A válvula de pressão mais baixa deverá lidar com uma razoável quantidade de 
fluido a ser aliviado, e as válvulas de pressão mais alta somente vão abrir quando as condições 
exigirem. 
 
5.3.19.3.2 Aplicação e prática 
 Os requisitos para instalação de válvulas múltiplas estão ilustrados na tabela 7.1 do capítulo 7 , 
que engloba falha operacional e fogo externo. Os requisitos para o vaso protegido ficam no lado 
esquerdo da coluna e os requisitos para as válvulas de segurança e alívio no lado direito. 
 As máximas forças e tensões resultantes da descarga através da válvula de alívio são 
definidas em API RP 520 Parte 2. Essas discussões consideram condições de estado estacionário e 
não as forças momentâneas que ocorrem na abertura da válvula. 
 Quando se considera o alívio de válvulas múltiplas, os efeitos de contrapressão devem ser 
avaliados com todas as válvulas aliviando simultaneamente sob a mesma contingência. A taxa 
agregada de fluxo determina a contrapressão no sistema. Qualquer aumento na contrapressão no 
sistema que resulta dessa contingência deve ser considerada como contrapressão superimposta. 
Quando válvulas convencionais são usadas, esses aumentos de pressão no lado da descarga de 
qualquer válvula devem ser limitados às restrições estabelecidas no API RP 521 Parte I. Dentro desses 
limites, as mudanças na contrapressão causadas pelo fluxo que resulta na abertura de uma válvula 
antes de outra não precisamser consideradas como contrapressão superimposta para as outras 
válvulas. 
 
66 
 
6. DEFINIÇÕES DE TERMOS 
 
 
6.1 Dispositivos de alívio de pressão 
 
 
DISPOSITIVO DE ALÍVIO DE PRESSÃO – Atuado pela pressão estática a montante e projetado para 
abrir durante emergências ou condições anormais , para evitar uma elevação da pressão interna acima 
de um valor de projeto especificado. O dispositivo pode ser projetado também para evitar vácuo 
excessivo. O dispositivo pode ser uma válvula de alívio de pressão, um dispositivo de alívio sem 
retorno à posição fechada, ou uma válvula de alívio de vácuo. 
 
VÁLVULA DE ALÍVIO DE PRESSÃO – Um dispositivo de alívio de pressão projetado para abrir e aliviar 
um excesso de pressão e para fechar e evitar o fluxo de fluido depois que as condições normais foram 
restabelecidas. 
 
VÁLVULA DE ALÍVIO ( relief valve ) - Dispositivo de alívio de pressão automático, atuado por 
mola e acionado pela pressão estática à montante da válvula, que abre proporcionalmente com o 
aumento de pressão. Usada para trabalhar com líquidos. 
 
VÁLVULA DE SEGURANÇA ( safety valve ) - Dispositivo automático de alívio de pressão, 
atuado por mola e acionado pela pressão estática à montante da válvula, caracterizado pela abertura 
rápida ( disparo/ “pop action” ). Usada para gás ou vapor. 
 
VÁLVULA DE SEGURANÇA E ALÍVIO ( safety relief valve ) - Dispositivo automático de alívio 
de pressão, adequado para ser usado tanto como válvula de segurança como de alívio, dependendo da 
aplicação. Usada em vapor, gás e líquido. 
 
VÁLVULA DE SEGURANÇA E ALÍVIO CONVENCIONAL - Válvula cujas 
características de comportamento ( pressão de abertura e fechamento, capacidade de alívio e 
curso) são afetadas diretamente pela contrapressão 
 
VÁLVULA DE SEGURANÇA E ALÍVIO BALANCEADA - Válvula que incorpora um fole 
ou outro meio de minimizar os efeitos da contrapressão nas características de comportamento. 
 
VÁLVULA TIPO PILOTO OPERADA – Válvula na qual o dispositivo principal de alívio é 
combinado e controlado por uma válvula auxiliar auto-operada . 
 
PSV (ou SV) – Termo genérico utilizado habitualmente para designar qualquer tipo de válvula de alívio 
de pressão. 
 
DISPOSITIVO DE ALÍVIO DE PRESSÃO SEM RETORNO À POSIÇÃO FECHADA -Dispositivo 
automático de alívio de pressão que permanece aberto após a operação. 
 
DISPOSITIVO DE DISCO DE RUPTURA – Dispositivo de alívio de pressão sem retorno à 
posição fechada, atuado pelo diferencial de pressão entre a entrada e a saída, projetado para funcionar 
pelo rompimento de um disco de ruptura . Inclui um disco de ruptura e um alojamento de disco de 
ruptura . 
 
DISCO DE RUPTURA – Elemento do dispositivo de disco de ruptura que contem a 
pressão, sensível à pressão e temperatura . 
 
ALOJAMENTO DE DISCO DE RUPTURA – Estrutura que envolve e fixa o disco de 
ruptura na posição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
67 
 
6.2 Características dos dispositivos de alívio de pressão 
 
 
6.2.1 Válvulas de alívio de pressão 
 
 
ABERTURA ( elevação ) - Deslocamento axial do disco da posição de repouso até aquela alcançada 
durante uma descarga. 
 
ÂNGULO DE ASSENTO ( ângulo da sede ) - Ângulo entre os eixos da válvula e da superfície de 
assentamento. Válvula com sede plana tem o ângulo de assento de 90 . 
 
ÁREA DO ASSENTO - Área da seção de contato entre o disco e o bocal. 
 
ÁREA DO BOCAL ( área da garganta ) - Menor área perpendicular ao eixo, medida no bocal. Para 
válvulas com guias inferiores, deve-se descontar as áreas referentes às hastes e guias. 
 
ÁREA DA CORTINA - Área de abertura de descarga anular, criada entre as superfícies de 
assentamento do disco e da sede do corpo, pela elevação do disco acima da sede fixa. 
 
ÁREA DE DESCARGA - Área real que limita a vazão da válvula. Por definição as válvulas de alta 
abertura ( grande elevação ) são aquelas nas quais a área do bocal é que limita a descarga. Válvulas 
de baixa abertura ( pequena elevação ) são aquelas nas quais a área da cortina é a que limita a 
descarga. 
 
BATIMENTO – Situação anormal caracterizada por aberturas e fechamentos em rápida sucessão, 
podendo causar sérios danos à válvula . 
 
CAPACIDADE REAL DE DESCARGA ( capacidade real de alivio ) - Capacidade de descarga 
determinada experimentalmente sob a pressão de alívio. 
 
CAPACIDADE TEÓRICA DE DESCARGA ( capacidade teórica de alívio ) - Capacidade de descarga 
obtida por cálculo. 
 
CHIADO ( simmer ) - Vazamento audível do fluido pelas sedes do disco e bocal, que ocorre antes do 
disparo ( pop ), pouco abaixo da pressão de abertura. 
 
COEFICIENTE DE DESCARGA - Quociente da capacidade real dividida pela capacidade teórica. 
 
CONTRAPRESSÃO ( back pressure ) - Pressão a jusante da válvula, que é resultado da pressão no 
sistema de descarga. É a soma da contrapressão superimposta com a contrapressão desenvolvida. 
 
CONTRAPRESSÃO DESENVOLVIDA ( built-up back pressure ) - Pressão na conexão de saída da 
válvula causada pela perda de carga na linha de saída após a sua abertura. 
 
CONTRAPRESSÃO SUPERIMPOSTA ( superimposed back pressure) - Pressão na conexão de 
saída no momento em que a válvula é solicitada a operar. É o resultado da pressão no sistema de 
descarga proveniente de outras fontes, e pode ser constante ou variável . 
 
CURSO MÁXIMO ( maximum lift ) - Deslocamento do disco da sede até a posição totalmente aberta. 
 
DIFERENCIAL DE ALÍVIO ( descarga / blowdown ) - Diferença entre a pressão de abertura e 
fechamento, expressa em porcentagem da pressão de abertura ou em unidades de pressão. 
 
PRESSÃO DE ABERTURA ( set pressure ) - Pressão manométrica na qual a válvula abre sob as 
condições de operação. No caso de operação com líquidos é a pressão na qual a válvula começa a 
abrir nas condições de serviço. No caso de operação com gases é a pressão na qual a válvula abre ( 
ação pop ) nas condições de serviço. 
 
PRESSÃO DE AJUSTE ( cold differential test pressure ) - Pressão manométrica na qual a válvula 
abre na bancada de teste, na temperatura ambiente e sem contrapressão. 
 
68 
 
 
PRESSÃO DE ALÍVIO ( relief pressure ) - Soma da pressão de abertura e sobrepressão. É a pressão 
medida na entrada da válvula, quando a capacidade de alívio é alcançada, isto é, a válvula está no 
curso máximo e não há mais aumento de pressão na entrada da válvula. 
 
PRESSÃO DE FECHAMENTO ( reseating pressure ) - Pressão em que a válvula volta a fechar, na 
qual o disco restabelece contato com o bocal ou na qual a elevação torna-se zero. 
 
PRESSÃO DE VEDAÇÃO ( pressão de selagem ) - Pressão medida na entrada da válvula, logo após 
o seu fechamento, tendo vedação total. 
 
SOBREPRESSÃO ( overpressure ) - Acréscimo de pressão acima da pressão de abertura durante a 
descarga da válvula , que vai permitir a máxima capacidade de alívio. Expressa em porcentagem da 
pressão de abertura. É o mesmo que acumulação quando a válvula está ajustada para a pressão 
máxima de trabalho permitida. 
 
 
 
6.2.2 Discos de ruptura 
 
 
PRESSÃO DE ROMPIMENTO – Valor da diferença de pressão estática a montante e a jusante do 
disco de ruptura, no momento imediatamente anterior ao seu rompimento. 
 
PRESSÃO DE ROMPIMENTO MARCADA - Pressão de rompimento estabelecida em teste na 
temperatura especificada e marcada no disco pelo fabricante. A pressão de rompimento marcada pode 
ser qualquer pressão dentro da margem de fabricação, a não ser quando especificado de outra forma 
pelo usuário. A pressão de rompimento marcada aplica-se a todos os discos de ruptura de um mesmo 
lote. 
 
PRESSÃO DE ROMPIMENTO ESPECIFICADA – Pressão de rompimento especificada pelo usuário. A 
pressão de rompimento marcada pode ser maior ou menor que a pressão de rompimento especificada, 
mas deve se situar dentro da margem de fabricação. O usuário deve estar atento quanto à margem de 
fabricação, contrapressão superimposta e temperatura especificada quando for determinar a pressãode rompimento especificada. 
 
TOLERÂNCIA DA PRESSÃO DE ROMPIMENTO – Variação na pressão de rompimento marcada, na 
temperatura especificada do disco, na qual um disco de ruptura pode romper. 
 
MARGEM DE FABRICAÇÃO – Variação de pressão na qual o disco de ruptura pode ser marcado. As 
margens de fabricação são usualmente catalogadas pelos fabricantes como uma porcentagem da 
pressão de rompimento especificada. 
 
TEMPERATURA ESPECIFICADA DO DISCO – Temperatura do disco na qual se espera seu 
rompimento. Temperatura que o fabricante utiliza para estabelecer a pressão de rompimento 
marcada. 
 
 
6.4 Características do sistema protegido 
 
 
ACUMULAÇÃO ( accumulation ) - Máximo aumento de pressão acima da pressão máxima de trabalho 
permitida durante a descarga da válvula. É expressa em porcentagem da pressão máxima de trabalho 
permitida. 
 
PRESSÃO MÁXIMA DE TRABALHO ADMISSÍVEL ( PMTA ) ( maximum allowable working pressure ; 
também denominada Pressão Máxima de Trabalho Permitida PMTP ) - Como definida nos códigos de 
projeto para vasos de pressão não sujeitos a fogo, é a máxima pressão manométrica permissível no 
topo do vaso em sua posição normal de operação, na temperatura designada para aquela pressão. 
Esta pressão é a menor dos valores para pressão interna ou externa determinada pelas regras de 
projeto para cada elemento do vaso, usando-se a espessura nominal real, excluindo-se espessuras 
 
69 
 
adicionais para corrosão e outras cargas além da pressão. O vaso não deve ser operado acima dessa 
pressão, conseqüentemente ela é a maior pressão na qual a válvula de segurança e alívio primária está 
ajustada para abrir. 
 
PRESSÃO DE OPERAÇÃO ( operating pressure ) - Pressão efetiva atuando sob a válvula nas 
condições de trabalho. 
 
PRESSÃO DE PROJETO ( design pressure ) - Utilizada, juntamente com a temperatura de projeto, 
para determinar a espessura mínima de cada componente do vaso, utilizando-se as regras de projeto. 
A pressão de projeto é escolhida pelo usuário de modo a prover uma margem adequada acima da mais 
severa pressão esperada durante operação normal. Pode ser utilizada no lugar da pressão máxima de 
trabalho permitida, em todos os casos em que esta não é estabelecida. A pressão de projeto é igual ou 
menor que a PMTA. 
 
70 
 
7. DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO 
 
Este capítulo tem por objetivo apresentar noções básicas gerais sobre dimensionamento e seleção de 
dispositivos de alívio para proteção de vasos de pressão, caldeiras e outros equipamentos usados em 
refinarias, plantas de petróleo, petroquímicas e indústrias correlatas. Na primeira parte são abordados 
os vasos de pressão com Pressão Máxima de Trabalho Admissível igual ou maior que 15 psig (103 
kPag). Os métodos aqui aplicados estão baseados no API RP 520 e no Código ASME Seção VIII e 
destinam-se à proteção de vasos de pressão contra sobrepressões causadas por falhas operacionais e 
por fogo. Tais dispositivos não protegem os equipamentos contra falhas estruturais decorrentes da 
exposição à temperaturas muito elevadas causadas por incêndios. Os critérios da norma de tubulações 
ANSI B31.3 são apresentados no item 7.3.1. No capítulo 7.12 são abordadas as válvulas de segurança 
usadas na proteção de caldeiras, usando-se os critérios do Código ASME I. 
 
Outras normas de projeto, amplamente utilizados mundialmente, como a norma europeia EN/ISO 4126 
– “Safety Devices for Protection Against Excessive Pressure” usam critérios semelhantes aos do ASME 
e API, com pequenas alterações. Os resultados em termos de área de passagem são iguais, porque as 
equações de dimensionamento são baseados nas leis da termodinâmica. Não são abordados neste 
capítulo outros códigos além de ASME e API. 
 
Tanques e outros equipamentos que operam sob pressões menores que 15 psig (103 kPag), inclusive 
sob pressão ambiente ou vácuo, estão fora do escopo deste capítulo, devendo ser tratados segundo 
normas específicas tais como o API Standard 2000. 
 
7.1 Considerações Gerais 
 
Os dispositivos de segurança para alívio de pressão são instalados para assegurar que um sistema de 
processo, quaisquer dos seus componentes, ou um equipamento individual, não seja submetido a 
pressões maiores que um determinado valor acima da PMTA, estabelecido nas normas de projeto, 
denominado pressão de acumulação. 
 
Para efetuar o correto dimensionamento e a seleção de dispositivos de alívio de pressão é preciso 
conhecer ou definir previamente diversos fatores, tais como: as condições operacionais de processo 
das instalações ou do equipamento a ser protegido; os requisitos estabelecidos pelo código de projeto; 
as normas de dimensionamento a serem utilizadas; quais são os tipos dos dispositivos de segurança 
aplicáveis e como deverão atuar. 
 
Dispositivos de falha segura e outros sistemas de instrumentação de controle não devem ser usados 
para substituir os dispositivos de alívio de pressão na proteção dos equipamentos de processo. Existem 
porém situações nas quais os dispositivos de alívio de pressão não são efetivos em termos de 
proteção, sendo necessária a adoção de outras providências mais eficientes, de acordo com cada caso. 
 
Para se dimensionar e selecionar adequadamente um dispositivo de alívio de pressão para 
determinada aplicação, é preciso identificar as possíveis contingências para as quais a proteção contra 
sobrepressão será necessária. A avaliação das causas e da magnitude de sobrepressão deve ser 
abrangente e feita com cuidado e criteriosamente. Todas as contingências devem ser avaliadas sob o 
aspecto da intensidade das pressões que poderão ser geradas, dos valores de vazões que precisam 
ser aliviadas, e da rapidez em que é necessário efetuar o alívio. 
 
De modo geral o dimensionamento e seleção do dispositivo de alívio segue as seguintes etapas: 
 
a) Verificar todas as causas e fontes potenciais de sobrepressão que são possíveis de ocorrerem, 
com o auxílio do projeto básico de processo, utilizando diagramas de tubulações e instrumentos, 
balanços de massa e energia do processo, ferramentas de análise de risco e outros métodos de 
avaliação que forem necessários. 
b) Analisar cada possível fonte potencial de sobrepressão, com base nos dados de processo 
(pressão, temperatura, fluido, vazão, etc), para determinar as vazões de alívio necessárias, nas 
pressões de acumulação permitidas pelo código de projeto do equipamento. 
c) Escolher a contingência que vai levar a maior vazão através do dispositivo de alívio. 
d) Verificar dados do projeto do equipamento ou sistema a proteger. 
e) Definir, em função dos seguintes fatores: condições das fontes potenciais de sobrepressão; valores 
da pressão e da vazão de alívio; rapidez necessária de resposta; condições de contrapressão; 
 
71 
 
condições operacionais antes da abertura do dispositivo e durante o alívio; características dos 
fluidos de processo; e demais dados importantes, quais alternativas são mais adequadas para 
proteção em termos da quantidade e tipo de dispositivo de alívio. 
f) De posse dos dados necessários para efetuar o dimensionamento, calcular a área de orifício 
requerida para alívio. 
g) Especificar o(s) dispositivo(s) de alívio mais adequado(s), levando em consideração os seguintes 
aspectos: características, campo de aplicação e especificação do(s) dispositivo(s), adequação de 
materiais, limites de pressão e temperatura, etc . 
h) Preencher folha de dados com especificação do(s) dispositivo(s) de alívio. 
 
7.2 Causas de sobrepressão 
 
O primeiro passo para o projeto de proteção contra excesso de pressão é considerar as contingências 
que poderão estar presentes e causar sobrepressão. Feito isto, deve-se proceder à quantificação das 
vazões de fluidos que deverão ser aliviados. 
 
A sobrepressão ocorre como conseqüência de desbalanceamento ou interrupção dos fluxos normais 
de material ou energia, permitindo a elevação da pressão no todo ou em alguma parte do equipamento 
ou sistema.A análise das causas e intensidades das sobrepressões é um indispensável estudo que 
deve ser efetuado de forma independente para qualquer equipamento ou sistema de processo. 
Qualquer circunstância que possa constituir uma condição de risco e possa prevalecer sobre as 
condições normais do processo deve ser considerada no projeto. 
 
A identificação dos perigos potenciais deve ser vista de modo amplo, utilizando-se métodos apropriados 
de avaliação de riscos, como HAZOP, PHA,etc., visto que as situações perigosas podem ocorrer devido 
a diferentes causas. Este capítulo segue de modo geral as recomendações adotadas pela Prática API 
RP 521, e se deve reiterar que esta lista de causas de sobrepressão não é completa, sendo 
recomendável verificar outras possíveis contingências particulares de cada planta, que podem resultar 
em sobrepressão. No capítulo 5 é apresentado de modo detalhado os requisitos de alívio e cuidados 
recomendados para diversas situações emergenciais de operação. 
 
7.2.2 Definição da quantidade de fluido a ser aliviado 
 
O parágrafo 5.c e a tabela 5.2 listam de maneira genérica as ocorrências comuns que podem requerer 
proteção contra sobrepressão e as quantidades a serem aliviadas. 
 
7.3 Verificação de dados do projeto do equipamento ou da instalação a proteger 
Nesta etapa verificam-se as características particulares do equipamento: código de construção, 
temperatura de projeto, pressão de projeto, pressão máxima operacional, acumulação permitida, 
sobrepressão, pressão de abertura do dispositivo de alívio, etc. 
 
7.3.1 Valores de acumulação e de sobrepressão a serem adotados 
 
O percentual da acumulação permitida pelo código de projeto é indispensável para se calcular a área 
do orifício requerida para aliviar as vazões necessárias à proteção do equipamento e para selecionar o 
tipo de dispositivo de proteção. 
Em função da PMTA do equipamento, da pressão de operação do sistema e do valor da acumulação 
permitida pelo código de projeto do equipamento, pode-se praticar alguma variação no valor da 
sobrepressão, desde que sejam respeitados os limite de acumulação dos equipamentos e de pressão 
de abertura dos dispositivos de segurança, estabelecidos por norma. 
 
O Código ASME Sec. VIII ( vasos de pressão não sujeitos a chama ) estabelece valores diferenciados 
de acumulação levando em consideração o tipo de contingência (operacional ou fogo) para a qual será 
requerida proteção para alívio de pressão. O Código faculta também a opção de proteção do 
equipamento através da instalação de dispositivo único ou múltiplos. Permite ainda o uso consorciado 
de discos de ruptura com válvulas de segurança e alívio. 
 
Nos casos em que for escolhida a instalação de dispositivos múltiplos para proteger um equipamento, 
mesmo sendo adotados critérios de proteção diferentes (fogo e falha operacional, por exemplo), a soma 
 
72 
 
das capacidades totais dos dispositivos deve ser suficiente para não permitir que ocorra sobrepressão 
acima do limite estabelecido pelo código. 
 
O dispositivo usado para proteção contra o efeito fogo, em adição a dispositivos de proteção por 
contingência operacional, é designado como dispositivo suplementar. 
 
É facultado também, pelo código ASME Sec. VIII e guia API RP 521, a possibilidade de um mesmo 
dispositivo ser usado e considerado satisfatório para proteção contra contingências operacionais ou de 
fogo, desde que tenha capacidade de alívio que atenda ambas as contingências dentro dos respectivos 
limites de sobrepressão aplicáveis. 
 
O Código ASME VIII limita os valores máximos de sobrepressão e acumulação da seguinte forma: 
acumulação máxima de 10% para contingências operacionais, quando for adotada a opção de 
dispositivo único de alívio de pressão. Para instalações com dispositivos múltiplos o código permite 
uma acumulação máxima de 16%. Em caso de proteção contra fogo ou qualquer fonte externa de calor, 
o código admite 21% de acumulação máxima. Deve-se observar que para vasos que possuam pressão 
de projeto ou PMTA entre 15 e 30 psig o Código ASME Seção VIII estabelece um valor de acumulação 
de 3 psi. Para instalação de dispositivos múltiplos admite-se 4 psi de acumulação. 
 
É importante salientar que embora o Código ASME VIII estabeleça os valores de acumulação devido a 
falha operacional em 10% para proteção singela e 16% para dispositivos múltiplos, e 21% para fogo, 
permite em alguns casos a adoção de valores de sobrepressão maiores, desde que sejam respeitados 
os limites de acumulação. Deve-se lembrar que acumulação se refere ao equipamento protegido, 
enquanto que sobrepressão está relacionada com o dispositivo de alívio de pressão. Os valores de 
sobrepressão e acumulação são iguais quando o dispositivo está ajustado para abrir na PMTA. Quando 
o dispositivo está ajustado para abrir abaixo da PMTA pode-se adotar valores mais altos de 
sobrepressão contanto que os limites de 10%, 16% ou 21% de acumulação sejam respeitados. 
 
Outro requisito da citada secção é que todas as válvulas construídas segundo os seus critérios devem 
alcançar a capacidade total de vazão sob condição de sobrepressão máxima de 10%. Essa condição é 
verificada no teste de certificação, no qual se mede a capacidade de alívio. 
 
Tubulações. A norma ANSI B31.3 adota os mesmos critérios estabelecidos pelo ASME VIII, 
ressaltando que deve ser substituído “vaso” por “sistema de tubulação” e “PMTA” por “pressão de 
projeto”. A sobrepressão máxima é de 10%, com as seguintes exceções: 
 b) a pressão de alívio pode exceder a pressão de projeto excepcionalmente no máximo em: 
b.1) 33% durante no máximo 10 horas de uma vez ou no máximo 100 horas no ano; 
b.2) 20% durante no máximo 50 horas de uma vez ou no máximo 500 horas no ano. 
 
Outros serviços. Em serviços com líquidos não incluídos nas normas ASME geralmente é adotada 
sobrepressão de 25%. 
 
PED 97/23/EC. A legislação comum aos países da Comunidade Europeia, através da Pressure 
Equipment Directive, adota o valor padrão de 10% de acumulação, não estabelecendo distinção entre 
dispositivos singulares ou múltiplos e falha operacional ou falha fogo. 
 
7.3.2 Pressão de Abertura (“set pressure”) 
 
Como regra geral a pressão de abertura é igual ou menor que a pressão de projeto ou PMTA. Para o 
caso de adoção de dispositivos múltiplos, as normas e códigos determinam que pelo menos um dos 
dispositivos de segurança e alívio de pressão seja ajustado para atuar no máximo na pressão de 
projeto do equipamento protegido. 
 
Caso seja adotado o sistema com dispositivos múltiplos, para vasos de pressão, o ASME VIII e o API 
RP 520 estabelecem os seguintes limites para os valores de pressão de abertura dos dispositivos de 
alívio (válvulas de segurança ou discos de ruptura - ver tabela 3): 
 
- Para falha operacional o primeiro dispositivo deverá ser ajustado no máximo até 100% da pressão 
de projeto ou da PMTA, e a pressão de abertura do(s) dispositivos adicional(is) estará limitada até a 
105% da pressão de projeto ou da PMTA. (Deve-se salientar que como a acumulação permitida é 
 
73 
 
de 16% , o primeiro dispositivo será dimensionado para 16% de sobrepressão e o dispositivo 
adicional será dimensionado para 11 % de sobrepressão). 
 
- Para proteção contra efeito de fogo o primeiro dispositivo deverá ser ajustado no máximo até 100% 
da pressão de projeto ou da PMTA; a pressão de abertura do dispositivo adicional deverá ser 
limitada a no máximo 105 % da pressão de projeto ou PMTA. A pressão de abertura do dispositivo 
suplementar, para fogo, deve ser no máximo de 110% da PMTA, e dimensionado para 11 % de 
sobrepressão. O dispositivo suplementar deve ser usado unicamente em suplementação a 
dispositivos que tenham sido dimensionados para falha operacional. 
 
Tubulações. A norma ANSI B31.3 adota os critérios do ASME VIII, usando os termos “sistema de 
tubulação” e “pressão de projeto”. A pressão de abertura deve ser igual ou menor que a pressão de 
projeto coma seguinte exceção: 
a) quando uma parte do sistema de tubulação está bloqueada e o dispositivo de alívio é usado para 
proteger apenas esta parte dos efeitos de expansão térmica, a pressão de abertura pode exceder o 
menor valor entre a pressão de teste ou 120% da pressão de projeto. 
 
7.3.3. Diferencial de alívio (Blowdown) 
 
Embora o diferencial de alívio não seja uma variável importante para o dimensionamento de uma 
válvula de segurança, deve ser considerado na seleção das válvulas, pois estas apresentam 
características construtivas diferentes, inclusive quanto à pressão de fechamento. Os códigos de 
projeto especificam limites diferentes para o diferencial de alívio das válvulas, em função da aplicação. 
Para vasos de pressão que operam com gás ou vapor, o Código ASME Section VIII estabelece que o 
diferencial de alívio seja de até 7% ou 3 psi, o que for maior. Para serviços com fluidos incompressíveis 
e em casos em que a válvula não possua dispositivo de regulagem do fechamento, o Código não 
estabelece limite para o diferencial de alívio, determinando apenas que seja informado pelo fabricante. 
Em situações menos rigorosas, nas quais se utilizam dispositivos mais simples, como é o caso de alívio 
térmico ou descarga de bombas, o diferencial de alívio é da ordem de 15 a 20% . 
 
Tabela 7.1 Requisitos do ASME VIII para válvulas em vasos de pressão 
 
REQUISITOS PARA VASO DE 
PRESSÃO 
PRESSÃO DO 
VASO 
CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DA 
VÁLVULA DE SEGURANÇA 
Pressão máxima admissível de 
acumulação (exposição a fogo) 
121 Pressão máxima de alívio para 
dimensionamento fogo 
Pressão máxima admissível de 
acumulação (instalação de válvulas 
múltiplas) 
116 Pressão máxima de alívio para 
dimensionamento válvulas múltiplas 
Pressão máxima admissível de 
acumulação (válvula única) 
110 Máxima pressão de abertura para 
válvulas suplementares (fogo) 
 105 Máxima pressão de abertura para 
válvulas adicionais (processo/fogo) 
Pressão máxima de trabalho 
admissível ou pressão de projeto 
100 Máxima pressão de abertura para 
válvula única ou para a primeira válvula 
múltipla 
 93 Pressão de fechamento esperada 
Pressão máxima de operação 
esperada 
90 
 
 
 
74 
 
Valores limite de pressão de abertura e de acumulação para vasos de pressão (ASME VIII) 
Contingência Válvula Única Válvulas Múltiplas 
 Max.Pr. Abertura Acumulação max Max.Pr.Abertura Acumulação max 
Falha operac. 
Primeira válv. 100 110 100 116 
Válv.adicional - - 105 116 
 
Fogo 
Primeira válv. 100 121 100 121 
Válv.adicional - - 105 121 
Válv.suplem. - - 110 121 
 
Determinação da pressão de alívio. Válvula única. Falha operacional 
Pressão de abertura < PMTA Pressão de abertura = à PMTA 
Característica Valor Característica Valor 
PMTA do vaso, psig 100 PMTA do vaso, psig 100 
Acumulação máxima ,psig 110 Acumulação máxima ,psig 110 
Pr.abertura valvula, psig 90 Pr.abertura valvula, psig 100 
Sobrepressão admissível, psig 20 Sobrepressão admissível, psig 10 
Pressão de alívio, P1, psia 124,7 Pressão de alívio, P1, psia 124,7 
 
Determinação da pressão de alívio. Válvulas múltiplas. Falha operacional 
Primeira válvula Válvula adicional 
Característica Valor Característica Valor 
PMTA do vaso, psig 100 PMTA do vaso, psig 100 
Acumulação máxima ,psig 116 Acumulação máxima ,psig 116 
Pr.abertura valvula, psig 100 Pr.abertura valvula, psig 105 
Sobrepressão admissível, psig 16 Sobrepressão admissível, psig 11 
Pressão de alívio, P1, psia 130,7 Pressão de alívio, P1, psia 130,7 
 
Determinação da pressão de alívio. Válvula única. Fogo 
Pressão de abertura < PMTA Pressão de abertura = à PMTA 
Característica Valor Característica Valor 
PMTA do vaso, psig 100 PMTA do vaso, psig 100 
Acumulação máxima ,psig 121 Acumulação máxima ,psig 121 
Pr.abertura valvula, psig 90 Pr.abertura valvula, psig 100 
Sobrepressão admissível, psig 31 Sobrepressão admissível, psig 21 
Pressão de alívio, P1, psia 135,7 Pressão de alívio, P1, psia 135,7 
 
Determinação da pressão de alívio. Válvulas múltiplas. Fogo 
Primeira válvula Válvula adicional 
Característica Valor Característica Valor 
PMTA do vaso, psig 100 PMTA do vaso, psig 100 
Acumulação máxima ,psig 121 Acumulação máxima ,psig 121 
Pr.abertura válvula, psig 100 Pr.abertura válvula, psig 105 
Sobrepressão admissível, psig 21 Sobrepressão admissível, psig 16 
Pressão de alívio, P1, psia 135,7 Pressão de alívio, P1, psia 135,7 
 
Determinação da pressão de alívio. Válvula suplementar para fogo . 
Primeira válvula Válvula suplementar para fogo 
Característica Valor Característica Valor 
PMTA do vaso, psig 100 PMTA do vaso, psig 100 
Acumulação máxima ,psig 121 Acumulação máxima ,psig 121 
Pr.abertura válvula, psig 100 Pr.abertura válvula, psig 110 
Sobrepressão admissível, psig 21 Sobrepressão admissível, psig 11 
Pressão de alívio, P1, psia 135,7 Pressão de alívio, P1, psia 135,7 
 
75 
 
7.3.4 Diferencial entre pressão de abertura e pressão de operação 
O código ASME VIII estabelece apenas recomendações de caráter geral ( Appendix M – 
Nonmandatory) quanto ao diferencial entre a pressão de operação do sistema e a pressão de abertura 
da válvula de alívio de pressão, com o objetivo de proporcionar funcionamento adequado para as 
válvulas. Entre as recomendações para minimizar problemas operacionais, sugere aos projetistas 
considerar condições de operação excepcionais, como partidas e paradas, sobrepressões, etc. 
Consideração especial deve ser feita com relação a fluidos que ao serem aliviados causam poluição ou 
colocam a instalação em perigo. Sugere um diferencial maior quando os fluidos são tóxicos, corrosivos 
ou excepcionalmente caros . 
 
Como recomendação de caráter geral, o código ASME VIII estabelece os seguintes diferenciais 
mínimos entre pressão de operação e pressão de abertura : 
5 psi ( 35 kPa) para pressão de abertura abaixo de 70 psi ( 485 kPa ) ; 
10% para valores de pressão de abertura entre 71 a 1000 psi; 
7% para pressão de abertura superior a 1000 psi ( 6,9 MPa ). 
 
7.4 Verificação das características do processo 
 
Deve-se verificar: pressão normal de operação comparando-a com a pressão de projeto ou PMTA; 
temperatura de operação; vazão e características do produto a ser aliviado (tais como presença de 
sólidos em suspensão, viscosidade, corrosividade, possibilidade de solidificação, fluxo bifásico); 
previsão de significativas instabilidades na pressão de operação, principalmente pulsação e vibração, 
etc. Deve-se verificar se há contrapressão, se é variável ou constante, e seu valor. Também se deve 
atentar se o fluido é tóxico, inflamável ou corrosivo, pois isto é fundamental para a seleção do modelo 
de dispositivo mais adequado. 
7.5 Definição das alternativas mais adequadas para proteção 
 
Em função do estudo das características e dados acima mencionados, procede-se à seleção do tipo, 
combinação e quantidade de dispositivos que apresentam as melhores características construtivas e 
operacionais para proporcionar a proteção requerida. Ou seja, decide-se primeiramente pelo uso de um 
disco de ruptura ou de uma válvula de alívio de pressão, ou ainda a combinação de ambos os 
dispositivos. Decide-se também se é mais adequado utilizar apenas um dispositivo ou múltiplos 
dispositivos. Finalmente deve-se definir o tipo ou modelo de válvula a ser utilizado (válvula 
convencional, balanceada, piloto operada, etc.) ou de disco (convencional, reverso vincado, etc.) . 
 
O uso de válvulas múltiplas é recomendável nas seguintes situações: (a) Capacidade requerida 
superior à oferecida pelo maior orifício (“T”) disponível; (b) Classe de pressão da válvula incompatível 
com a pressão de ajuste; (c) Contingências múltiplas com vazões muito diferentes. 
 
Válvulas do tipo piloto operadas são indicadas quando há necessidade de aliviar grandes vazões 
conjugadas com alta pressão de alívio. 
 
Em situações onde ocorrem reações fora de controle, énecessário um dispositivo que tenha alta 
rapidez de resposta e grande capacidade de vazão, e neste caso um disco de ruptura é mais adequado 
que uma válvula. Em casos onde há risco de corrosão dos internos da válvula ou risco de obstrução na 
conexão de entrada, o uso combinado de um disco na entrada da válvula de alívio de pressão é a 
estratégia mais indicada. Há ainda casos em que válvulas de alívio de pressão ou discos de ruptura 
não representam a melhor opção, como as situações de elevados picos de sobrepressão causados em 
tubulações por golpes de aríete, em que um amortecedor de pulsação poderia ser mais adequado. 
 
7.6 Cálculo da área de orifício requerida para alívio 
 
Quando se dimensiona um dispositivo de segurança, o que se procura determinar é a área de 
passagem, designada área requerida, capaz de descarregar toda a vazão gerada ou admitida pelo 
equipamento protegido, sem permitir que a pressão ultrapasse os limites de sobrepressão permitidos 
pelo código de projeto e normas aplicáveis ao equipamento ou instalação protegida. O 
dimensionamento dos dispositivos de segurança e alívio de pressão é um dos últimos passos e deve 
ser executado a partir das informações obtidas com base nos dados do equipamento, do processo e 
das instalações. 
 
76 
 
O dimensionamento pode ser efetuado de três maneiras: manualmente através de uso de equações; 
através de gráficos e tabelas contidas em catálogos dos fabricantes; através de programas de 
computador: 
 
a) Dimensionamento através de uso de equações: De posse dos dados, pode-se efetuar o cálculo do 
orifício, usando-se equações apropriadas para vapor d’água, gás ou líquido. No item 7.9 são 
apresentadas as equações, tabelas e gráficos do API RP 520 usadas para dimensionamento. Em 
seguida é escolhido um dispositivo que tenha área efetiva igual ou imediatamente acima da área 
calculada e cuja especificação quanto a limites de pressão e temperatura, sobrepressão, diferencial de 
alívio e materiais atendam às condições de serviço. Não se deve usar válvulas com orifício muito 
superior ao calculado porque o superdimensionamento é uma das condições que pode provocar 
batimento (“chattering”, seqüência de múltiplas aberturas e fechamentos rápidos e sucessivos ), que 
reduz a capacidade de alívio e causa graves danos à válvula. 
 
O conceito de área efetiva permite a seleção da válvula independentemente do fabricante. As áreas 
efetivas dos orifícios padronizados e sua designação em letras correspondentes são encontradas na 
norma API 526, conforme tabela 4 abaixo. Há também válvulas cujos orifícios são diferentes do padrão 
API 526, e que são largamente utilizadas. 
 
b) Dimensionamento através de tabelas dos fabricantes. 
 
Outra maneira mais rápida, porém menos precisa, é a seleção do dispositivo e orifício através de 
gráficos e tabelas encontradas em catálogos dos fabricantes de válvulas e discos. Esta maneira é 
bastante aplicada quando se trata de serviços com ar, água e vapor d’água. Ela é feita de forma 
simplista, em função do fluído, vazão, pressão de abertura, sobrepressão e temperatura de alívio. Os 
gráficos e tabelas apresentam capacidades máximas de vazão de um determinado orifício efetivo para 
ar, vapor ou água. Para outros fluidos que possuem características diferentes em relação à água, ar 
comprimido ou vapor d’água, é recomendável que se faça o dimensionamento através da aplicação 
das equações específicas do API RP 520. 
 
c) Dimensionamento através de programas de computador. 
 
 Existem também programas fornecidos gratuitamente pelos fabricantes de dispositivos de alívio de 
pressão, que são de fácil utilização e possibilitam cálculo e especificação desses dispositivos. Esses 
programas calculam a área requerida e informam qual o orifício selecionado e o modelo de válvula ou 
de disco de ruptura mais apropriado para aquela situação. 
Tabela 7.2 Área efetiva do orifício e designação em letras segundo padrão do API 526 
 
Designação 
do Orifício 
Área Efetiva 
(in2 ) 
Área Efetiva 
(cm2 ) 
 Designação 
do Orifício 
Área Efetiva 
(in2 ) 
Área Efetiva 
(cm2 ) 
D 0.110 0,709 L 2.853 18,40 
E 0.196 1,265 M 3.600 23,23 
F 0.307 1,980 N 4.340 28,00 
G 0.503 3,245 P 6.380 41,16 
H 0.785 5,065 Q 11.050 71,30 
J 1.287 8,303 R 16.000 103,20 
K 1.838 11,86 T 26.000 167,70 
 
 
 
 
77 
 
7.7 Seleção do dispositivo apropriado 
 
Após a definição de qual a melhor estratégia de proteção ( uso de disco ou válvula, uso de dispositivo 
único ou múltiplos ) e do cálculo da área de orifício requerida, procede-se à escolha da melhor opção 
de modelo de válvula ou disco, levando-se em conta detalhes específicos como diferencial entre 
pressão de abertura e pressão de operação, existência e valor da contrapressão, características dos 
fluidos, detalhes construtivos importantes, etc. Deve-se definir também a classe de pressão das 
conexões rosqueadas, soldadas ou flangeadas. No caso das válvulas flangeadas a norma API 526 
determina o tamanho e classe de pressão dos flanges de entrada e saída da válvula em função do 
orifício selecionado e da pressão de abertura . Deve-se também escolher os materiais compatíveis com 
o fluido e temperatura de processo. Neste processo deve-se recorrer às informações contidas em 
catálogos de fabricantes ou consultá-los diretamente. 
 
Em seguida é preenchida a Folha de Dados do dispositivo de alívio de pressão, que é o documento 
oficial de projeto e que servirá como fonte de informações para aquisição do dispositivo. As 
informações que devem constar na Folha de Dados são as seguintes: 
- identificação (tag) do dispositivo 
- identificação (tag) do equipamento protegido 
- código de projeto 
- critério de seleção (fogo, falha operacional, etc. ) 
- tipo de dispositivo: disco de ruptura (sólido, reverso com facas, de grafite, etc.) ou válvula (tipo atuada 
por mola , piloto operada, segurança, alívio, convencional ou balanceada, castelo aberto ou fechado 
etc.) 
- conexões de entrada e saída (tipo, diâmetro nominal, classe de pressão) 
- materiais do corpo, castelo, bocal, sedes, guias, anéis, mola, fole 
- se tem “cap” 
- se tem alavanca 
- características do fluido (peso molecular, viscosidade, se tem sólido em suspensão, etc.) 
- vazão requerida 
- pressão de operação e de projeto 
- temperatura de operação, projeto e de alívio 
- pressão de abertura e pressão de ajuste 
- valores de acumulação e de sobrepressão permitidos 
- contrapressão (valor, se é desenvolvida ou superimposta, variável ou constante). 
- área do orifício calculada, área selecionada e letra do orifício selecionado. 
 
A Folha de Dados é enviada aos fabricantes para que enviem a proposta de fornecimento, com modelo 
de válvula apropriado e cotação. É importante que os fabricantes refaçam os cálculos de 
dimensionamento considerando a sua válvula em particular, porque os fatores de correção, coeficientes 
de descarga, e até mesmo a área real dos orifícios podem variar de um fabricante para outro. Na 
ocasião do envio da proposta o fabricante deverá preencher a sua Folha de Dados do modelo 
específico que está ofertando, com os cálculos de dimensionamento . 
É importante ficar claro que o dimensionamento efetuado pelo projetista é sempre realizado de maneira 
preliminar. A área calculada preliminarmente é designada área requerida, a área do orifício selecionado 
é designada área determinada (“effective”) e a respectiva capacidade do orifício selecionado é uma 
capacidade teórica. A capacidade de vazão real do dispositivo é determinada a partir da área real do 
orifício e do coeficiente real de vazão do dispositivo, conhecidos pelo fabricante em função de testes de 
vazão e de dados específicos de projeto de cada dispositivo de alívio. 
7.8 Redimensionamento 
 
Há situações nas quais é recomendável que se faça uma nova verificação da adequação do dispositivo 
de alívio de pressão às condições de serviço. Estas situações são as seguintes: mudanças 
significativas das condiçõesde processo, tais como alteração dos valores de vazão do fluido a ser 
descarregado; redução da pressão de abertura do dispositivo em função de redução da PMTA do 
equipamento protegido; mudança da condição de contrapressão para valores ou condições não 
previstas no dimensionamento original. Nestas situações, caso sejam conhecidos o coeficiente real de 
descarga e a área efetiva real do orifício do dispositivo, e sejam respeitados os limites de aplicação 
especificados para o dispositivo, pode ser dispensada a necessidade de solicitar a confirmação do 
fabricante. 
 
78 
 
Esse processo de redimensionamento fica facilitado quando são registradas as informações 
preliminares de processo, utilizadas no cálculo original. Os dados do dispositivo de alívio de pressão 
estão registrados na Folha de Dados, mas as condições de processo causadoras do excesso de 
pressão ( possíveis contingências operacionais com as respectivas vazões necessárias para cada uma 
delas) geralmente não ficam arquivadas. É importante que no projeto de novas unidades se tenha a 
preocupação de registrar estas informações que são geradas na etapa do projeto básico de processo. 
Para facilitar a recuperação das informações é recomendável que todos estes dados fiquem registrados 
no “tag” do equipamento protegido. 
7.9 Procedimentos para dimensionamento 
7.9.1 Considerações gerais 
 
As equações específicas apresentadas no API RP 520 para dimensionamento de dispositivos de alívio 
de pressão levam em consideração o estado do fluido a ser descarregado (gases ou vapores, vapor d’ 
água, líquidos ), a condição de fluxo durante a descarga (fluxo crítico ou sub-crítico) e o tipo de 
dispositivo que está sendo utilizado.As equações específicas usadas para dimensionamento de gás, 
vapor e líquido são aplicáveis tanto para Válvulas de Segurança e Alívio como para Disco de Ruptura. 
Quando um disco é instalado a montante de uma válvula de alívio de pressão, é adotado um Fator de 
correção Kc . Esse fator deve ser fornecido pelo fabricante do disco ou da válvula e publicado pelo 
“National Boarding of Boiler and Pressure Vessel Inspectors”. Se o valor de Kc de uma aplicação 
específica não é conhecido, deverá ser adotado um fator conservativo de 0,9 . 
 
7.9.2 Dimensionamento de Discos de Ruptura 
 
O dimensionamento de disco de ruptura pode ser efetuado por dois métodos: usando o método do 
coeficiente de descarga ou o método de resistência de fluxo. 
 
a) O método do coeficiente de descarga é realizado através das equações específicas do API RP 520 
usadas para dimensionamento de válvulas de segurança para gás (equações 7.2 a 7.5) , vapor 
(equações 7.10 e 7.11) e líquido (equações 7.12 e 7.13). Neste método adota-se um coeficiente de 
descarga Kd igual a 0,62 e pode ser usado unicamente quando as seguintes condições forem 
atendidas: 1) o disco de ruptura descarregar diretamente para a atmosfera e estiver instalado numa 
distância máxima de 8 vezes o diâmetro da tubulação, a partir da conexão de entrada; 2) a tubulação 
de descarga possuir comprimento de no máximo 5 vezes o seu diâmetro; 3) quando o diâmetro nominal 
das tubulações de entrada e descarga for igual ou maior que o diâmetro nominal do disco. 
 
b) O método de resistência de fluxo se aplica em todos os demais casos. Este método considera o 
resultado da análise da resistência ao fluxo total do sistema, incluída a resistência causada pelo próprio 
disco, pela tubulação e suas conexões e acessórios, tais como, curvas, tês, reduções e válvulas, e por 
perdas causadas pelas entradas e saídas. A capacidade de alívio calculada deve ser multiplicada pelo 
fator de 0,90 ou menor para reduzir a influência das incertezas inerentes a este método. A resistência 
do disco deve ser obtida do fabricante do dispositivo. Este método de dimensionamento não será 
apresentado neste texto. Maiores detalhes poderão ser verificados no Apêndice “E” do API RP 520. 
 
7.9.3 Dimensionamento de válvulas de alívio de pressão com fluidos compressíveis 
 
Comportamento do fluxo crítico . Se um gás compressível for expandido através de um bocal, um 
orifício, ou na extremidade de um tubo, sua velocidade e volume específico aumentam com a redução 
da pressão á jusante. Para uma dada condição de ajuste à montante (usando o exemplo do bocal), a 
taxa de massa que flui através do bocal crescerá até que a velocidade limite seja alcançada no bocal. 
Pode ser verificado que a velocidade limitante é a velocidade do som no fluido, naquele local. A taxa de 
fluxo que corresponde ao limite de velocidade é conhecida como a taxa de fluxo crítico. A pressão na 
saída do bocal à velocidade sônica é conhecida como pressão de fluxo crítico (Pcf), e a razão entre a 
pressão de fluxo crítico e a pressão de entrada (P1) é designada de razão de pressão crítica. 
 
Sob condições de fluxo crítico, a pressão real na saída do bocal do dispositivo de alívio de pressão não 
pode cair abaixo da pressão de fluxo crítico, mesmo se à jusante existir uma pressão muito inferior. Sob 
fluxo crítico, a expansão da pressão no bocal até a pressão à jusante ocorre irreversivelmente com a 
energia dissipada em turbulência no fluido circundante. 
 
79 
 
Em descarga de gases ou vapores através de válvulas de alívio de pressão ocorre, na maioria das 
vezes, o fluxo crítico. Isto acontece quando a velocidade de escoamento no orifício for igual à do som 
nesse meio. Neste caso o fluxo crítico será conseqüência da pressão à montante. 
A razão de pressão de fluxo crítico em unidades absolutas pode ser estimada usando a relação de gás 
ideal, conforme a equação 7.1 . 
 
Onde: 
Pcf= Pressão de fluxo crítico no bocal, (psia) 
P1= Pressão de alívio à montante, (psia) 
K= razão de calores específicos para gás ideal. 
1
1 1
2 








K
K
CF
KP
p
 (7.1) 
 
 
As equações de dimensionamento para dispositivos de alívio de pressão em serviços com gases ou 
vapores se enquadram em duas categorias gerais quanto ao fluxo do fluido que poderá ser crítico ou 
subcrítico. Se a pressão à jusante do bocal for menor ou igual à pressão de fluxo crítico, Pcf, então 
ocorrerá fluxo crítico. Se a pressão à jusante do bocal for maior que a pressão de fluxo crítico, Pcf, 
então ocorrerá fluxo subcrítico. 
 
A pressão de fluxo crítico pode ser calculada multiplicando-se a pressão de alívio absoluta pela razão 
de pressão de fluxo crítico. Esses valores são encontrados em tabelas de propriedade de gases. 
 
a) Dimensionamento para vapores de hidrocarboneto ou gases sob condições de fluxo crítico. 
Válvula convencional ou piloto-operada . 
 
Válvulas convencionais são utilizadas quando a contrapressão é constante, ou se for variável, não 
exceder 10% da pressão de abertura. Em ambos os casos é necessário descontar o valor da 
contrapressão para determinar a pressão de ajuste ( pressão usada na bancada de teste ). No caso de 
contrapressão variável adota-se o valor mais alto de contrapressão. 
 
O dimensionamento de dispositivos de alívio de pressão que operam sob condições de fluxo crítico, ou 
seja, com fluidos compressíveis que se expandem através do bocal escoando na velocidade do som, 
pode ser efetuado através das equações apresentadas na tabela 7.3 . Uma válvula de segurança e 
alívio que possua área efetiva maior que a calculada poderá ser selecionada. 
 
Essas equações para dimensionamento de válvulas de segurança e alívio que operam em fluxo crítico 
consideram que os fluidos se comportam segundo a lei de um gás ideal, incluindo um fator de 
compressibilidade, Z . Esta condição é aceita para a maioria das aplicações em refinarias. O apêndice 
B do API 520 deve ser consultado para situações incomuns que apresentem comportamento 
significativamente diferente do gás ideal. 
 
Tabela 7.3 Equações para vapores ou gases sob condições de fluxo crítico 
Sistema Anglo Americano Observações 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
 (7.2) 
Vazão mássica (lb/h) 
Área (pol²) 
Pressão(psia) 
Temperatura (°R) 
Cbd KKPCk
TZGV
A
1175,1
 ( 7.3 ) 
Vazão volumétrica (scfm) 
Área (pol²) 
Pressão (psia) 
Temperatura (°R) 
Sistema Internacional 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
160.13
 ( 7.4 ) 
Vazão mássica (kg/h) 
Área (mm²) 
Pressão (kPaa) 
Temperatura (°K) 
Cbd KKPCk
TZGV
A
1
750.189
 ( 7.5 ) 
Vazão volumétrica (Nm³/min) 
Área (mm²) 
Pressão (kPaa) 
Temperatura (°K) 
 
 
80 
 
b) Dimensionamento para vapores ou gases sob condições de fluxo subcrítico. Válvula 
Convencional ou Piloto-Operada 
 
Se a pressão de descarga for maior do que a pressão de fluxo crítico, a capacidade será função da 
pressão à montante e também da pressão à jusante. 
 
O cálculo da área da válvula de segurança e alívio convencional poderá ser efetuado a partir das 
equações da tabela 7.4 . Neste caso, a mola deverá ser ajustada para compensar o efeito da 
contrapressão superimposta. Essas equações podem ser usadas para válvulas piloto operadas . 
 
Tabela 7.4 Equações para vapores ou gases sob condições de fluxo subcrítico 
Sistema Anglo Americano Observações 
 .2112 .*735 PPMP
TZ
KKF
W
A
Cd 
 ( 7.6 ) 
Vazão mássica (lb/h) 
Área (pol²) 
Pressão (psia) 
Temperatura (°R) 
 .2112 .*864 PPP
TZG
KKF
V
A
Cd 
 ( 7.7 ) 
Vazão volumétrica (scfm) 
Área (pol²) 
Pressão (psia) 
Temperatura (°R) 
Sistema Internacional 
 .2112 .*
9,17
PPMP
TZ
KKF
W
A
Cd 
 ( 7.8 ) 
Vazão mássica (kg/h) 
Área (mm²) 
Pressão (kPaa) 
Temperatura (°K) 
 .2112 .*
258
PPP
TZG
KKF
V
A
Cd 
 ( 7.9 ) 
Vazão volumétrica (Nm³/min) 
Área (mm²) 
Pressão (kPaa) 
Temperatura (°K) 
 
 
Tabela 7.5 Nomenclaturas usadas nas fórmulas de dimensionamento para gás e vapor 
Variável Descrição Sistema de medidas 
anglo americano 
Sistema 
internacional de 
medidas 
A Área requerida do orifício Pol² mm² 
W Capacidade requerida de gás ou vapor lb/h Kg/h 
V Capacidade requerida de gás scfm Nm³/min 
P1 Pressão de alívio (=pressão de abertura + 
sobrepressão + pressão atmosférica) 
Psia kPaa 
P2 Contrapressão (adotar o maior valor 
quando for variável) 
Psia kPaa 
T Temperatura absoluta de entrada. °R = (ºF+460) °K = (°C + 273) 
C constante de escoamento do gás ou 
vapor, determinado em função da razão 
entre os calores específicos k=Cp/Cv do 
fluido. 
Utilizar valores do gráfico 1 e tabela 14. 
Quando k não puder ser determinado adotar 
C=315. 
Kc Fator de correção para instalação em 
combinação com disco de ruptura à 
montante. 
Kc = 1 quando não houver disco 
Kc = 0,9 quando o coeficiente de combinação 
não for informado. 
Kb Coeficiente de correção de contrapressão, 
informado pelo fabricante, aplicável 
apenas para válvulas balanceadas. 
Quando não informado pelo fabricante, 
estimar valor através do gráfico 2. Adotar 1 
para válvulas convencionais e piloto 
operadas. 
Kd Coeficiente de descarga da válvula. Quando não informado, usar 0,975 para 
válvula de alívio de pressão,inclusive quando 
combinada com disco de ruptura. Usar 0,62 
para dimensionamento de disco de ruptura. 
 
81 
 
Z Fator de compressibilidade. Considera o 
desvio do gás em relação a um gás 
perfeito, avaliado na entrada, nas 
condições de alívio . 
(Se este valor não for disponível, pode-se, 
adotar Z=1.0) 
M Peso molecular médio do gás ou vapor. 
G Densidade do gás em relação ao ar 
(ar=1 a 60°F e 14,7 psia) 
( =1 para ar a 101,325 kPaa e 0 ºC ) 
F2 Coeficiente de fluxo subcrítico. Ver gráfico 
4 ou, para calcular, use a equação ao 
lado, onde: 
K = razão de calores específicos; 
r = razão entre a contra pressão e pressão 
de alívio, P2/P1 
 
 





















r
r
r
k
k
F
k
k
k
1
1
...
1
.1.
2
2 
 
c) Método alternativo para dimensionamento de vapores ou gases em fluxo 
 subcrítico. Válvulas convencionais ou piloto operadas 
 
Como método alternativo ao uso das equações de fluxo subcrítico (7.6) ou (7.7) pode-se utilizar as 
equações familiares de fluxo crítico (7.2) ou (7.3) para dimensionar a área requerida de válvulas 
convencionais ou piloto operadas que trabalham em fluxo subcrítico. A área obtida por esse método 
alternativo é idêntica à área calculada usando-se as equações de fluxo subcrítico. 
 
Para se determinar a área requerida usa-se uma das equações de fluxo crítico (7.2) ou (7.3) e aplica-se 
um fator de correção Kb, devido à contrapressão, obtido do gráfico 5. 
 
Este método se aplica somente a válvulas piloto operadas e válvulas convencionais que tiveram a mola 
ajustada em bancada para compensar o efeito da contrapressão, operando com gases ou vapor. Não 
deve ser utilizado para válvulas do tipo balanceadas e não é utilizado para líquidos. 
 
d) Dimensionamento para Válvula Balanceada 
 
O dimensionamento e a seleção de uma válvula balanceada segue o mesmo procedimento de seleção 
das válvulas convencionais em serviço com fluxo crítico, incorporando-se um fator de correção de 
contrapressão, Kb . Quando uma válvula balanceada é usada sob condições de contrapressão 
constante ou variável, a capacidade é afetada em função do percentual máximo de contrapressão em 
relação à pressão de ajuste. O fator de correção da contrapressão nestes casos é devido à velocidades 
de fluxo que são subcríticas, bem como à tendência da válvula não permanecer totalmente aberta 
durante a descarga. Nestas aplicações o fator de correção da contrapressão, Kb, deve ser obtido dos 
fabricantes. Para cálculos preliminares podem ser utilizados os dados do gráfico 2. 
Válvulas com fole (balanceadas) são utilizadas para prevenir corrosão nas superfícies-guia e partes 
internas do castelo, ou para deixar a válvula adequada a serviços onde a contrapressão impede o uso 
de uma válvula convencional. Válvulas balanceadas são usadas quando a contrapressão superimposta 
variável é alta em comparação com a pressão de abertura, ou quando a contrapressão desenvolvida é 
superior ao valor de sobrepressão (normalmente 10%). 
 
Obs.1: Válvulas de segurança e alívio podem ser utilizadas tanto em serviço com gases quanto em 
serviço com líquidos. Quando as válvulas de segurança e alívio balanceadas são usadas com líquidos, 
o fator de correção da contrapressão é Kw , (ver gráfico 3) porque o efeito da contrapressão sobre a 
capacidade é diferente nas válvulas em serviços com líquidos das válvulas em serviços com gases e 
vapores. 
 
Obs.2 Os fatores de correção da contrapressão, Kb ou Kw, dependem do projeto da válvula. Cada 
fabricante deve providenciar seus próprios dados, e segundo a ISO/EN 4126 devem demonstrar esses 
resultados através de testes. A RP 520 do API também recomenda consultar os fabricantes com 
relação a esses dados. As curvas da RP 520 apresentadas nos gráficos 2 e 3 , são valores médios 
obtidos a partir de um certo número de fabricantes, e servem apenas para cálculos preliminares. Os 
fatores de contrapressão apresentados no API RP 520 podem ser usados apenas para pressões acima 
de 3,45 Barg (50 psig). 
 
 
 
82 
 
7.9.4 Dimensionamento para vapor d’água. Fluxo crítico 
O cálculo da área requerida em serviços com vapor d’água, sob condição de fluxo crítico, pode ser 
executado usando-se as equações apresentadas na tabela 7.6 abaixo. 
 
 
Tabela 7.6 Equações do API-520 para vapor 
Sistema Anglo Americano de Unidade de Medidas Sistema Internacional de Unidade de Medidas 
 
shncbd KKKKKP
W
A
15,51
 (7.10) 
shncbd KKKKKP
W
A
1
4,190
 ( 7.11 ) 
 
 
Tabela 7.7 Nomenclaturas usadas nas fórmulas de dimensionamento para vapor 
Variável Descrição Sistema americano Sistema SI 
A Área do orifício requerida Pol² mm² 
W Capacidade de vapor requerida lb/h Kg/h 
P1 Pressão de alívio (= pressão de 
abertura + sobrepressão + pressão 
atmosférica) 
Psia kPaa 
Kc Fator de correção para instalação em 
combinação com disco de rupturaà 
montante. 
Kc = 1 quando não houver disco 
Kc =0,9 quando o coeficiente de combinação não 
for informado. 
Kb Coeficiente de correção de 
contrapressão, informado pelo 
fabricante, aplicável apenas para 
válvulas balanceadas. 
Quando não informado pelo fabricante, estimar 
valor através do gráfico 2 . Adotar 1 para 
válvulas convencionais e piloto operadas. 
Kd Coeficiente de descarga da válvula. Quando não informado, usar 0,975 para válvula 
de alívio de pressão,inclusive quando combinada 
com disco de ruptura. Usar 0,62 para 
dimensionamento de disco de ruptura. 
Kn Fator de correção Napier aplicável a 
vapor d’água: Kn=1 para P1  1500 psia 
 Para pressões de ajuste entre 1500 e 
3200 psia, calcular através da equação 
ao lado. 
10612292,0
10001906,0
1
1


P
P
 (sistema anglo americano) 
 
106103324,0
10002764,0
1
1


P
P
(sistema internacional) 
Ksh Fator de correção para vapor d’água 
superaquecido. 
Ver tabela 19 
Para vapor saturado Ksh = 1 
 
7.9.5 Dimensionamento para líquidos 
 
O Código ASME Seção VIII requer que as válvulas de segurança e alívio destinadas para serviços com 
líquidos sejam certificadas quanto à capacidade de vazão, porém há outras aplicações nas quais não é 
exigida certificação da capacidade de vazão das válvulas de alívio. O API RP 520 apresenta equações 
distintas para cálculo da área de orifício para líquidos, para as duas condições. Para obter a certificação 
de capacidade pelo código ASME são realizados testes que determinam o coeficiente de descarga 
utilizando-se 10% de sobrepressão. 
 
Para válvulas não certificadas o dimensionamento é efetuado usando as equações da tabela 7.9 . 
Neste método assume-se um coeficiente de descarga Kd = 0,62 , e 25% de sobrepressão. Para 
sobrepressões diferentes de 25% é necessário adotar um fator de correção de capacidade, Kp, obtido 
no gráfico 7. Para sobrepressão de 10% o valor de Kp é de 0,6 . Este método pode ser usado quando 
a certificação de capacidade não é requerida ou é desconhecida. Para aplicações com sobrepressão 
10% (Kp=0,6) este método pode resultar em superdimensionamento. 
 
Para descarga de líquidos em válvulas de alívio de pressão não existe condição de fluxo crítico, a não 
ser que ocorra vaporização do líquido ao passar pela válvula. Quando ocorrer vaporização, deve-se 
efetuar o dimensionamento considerando a condição de fluxo bifásico. 
 
83 
 
 
Tabela 7.8 Equações para dimensionamento de válvula de alívio certificada. 
Sistema Anglo Americano Observações 
2138 pp
G
KKKK
Q
A
VCWd 
 (7.12) 
Vazão volumétrica em galões americanos por 
minuto (US gpm) 
Área (pol²) 
Pressão (psig) 
Sistema Internacional 
21
78,11
pp
G
KKKK
Q
A
VCWd 
 (7.13) 
Vazão volumétrica em litros por minuto 
Área (mm ²) 
Pressão (kPag) 
 
 
Tabela 7.9 Equações para dimensionamento de válvula de alívio não certificada. 
Sistema Anglo Americano Observações 
bpVCWd pp
G
KKKKK
Q
A


25,138
 (7.14) 
Vazão volumétrica em galões americanos 
por minuto (US gpm) 
Área (pol²) 
Pressão (psig) 
Sistema Internacional 
bpVCWd pp
G
KKKKK
Q
A


25,1
78,11
 (7.15) 
Vazão volumétrica em litros por minuto 
Área (mm ²) 
Pressão (kPag) 
 
 
7.9.5.1 Dimensionamento para serviço com líquido viscoso 
 
Para serviço com líquido viscoso, o dimensionamento de uma válvula de alívio deve ser efetuado em 
três etapas: 
a) Primeiro ela deve ser dimensionada considerando-se que o fluido é não-viscoso ( Kv = 1 ), de modo 
a se obter uma área preliminar (A, na equação acima ) e selecionar o orifício padronizado do API 526 
imediatamente maior. 
 b) Depois, a área deste orifício deverá ser usada na equação abaixo para se determinar o Número de 
Reynold: 
 
Sistema anglo americano Sistema internacional Observações 
A
QG
R

2800
 ( 7.16) 
A
QG
R

18800
 (7.17 ) 
 
AU
Q
R
12700
 (7.18) 
AU
Q
R
85220
 (7.19) 
Equações não recomendadas 
para valores menores que 100 
SSU (=20,34 cp a 100 °F). 
 
c) Finalmente, depois que se determina o número de Reynold, obtém-se o fator de correção de 
viscosidade, Kv, no gráfico 6, que deverá ser usado para corrigir a área calculada preliminarmente. 
Após isto, efetua-se novamente a equação de cálculo de área adotando o novo valor de Kv obtido, para 
determinar a área corrigida para o fluido viscoso. Se a área corrigida exceder o orifício selecionado, 
deve-se repetir os cálculos usando-se o próximo maior orifício. 
 
Nomenclaturas usadas nas fórmulas de dimensionamento para líquidos. 
Variável Descrição Unidades sistema 
anglo americano 
Unidades sistema 
SI 
A Área do orifício requerido Pol² mm² 
Q Capacidade de líquido requerida. (US) gpm L/m 
p1 Pressão de alívio(= pr. de abertura + sobrepr.) Psig kPag 
p2 Contrapressão Psig kPag 
p Pressão de abertura Psig kPag 
pb Contrapressão total Psig kPag 
 
84 
 
Kc Fator de correção para instalação em combinação 
com disco de ruptura à montante: 
 
Kc = 1 quando não houver disco 
Kc = 0,9 quando o coeficiente de 
combinação não for informado. 
Kd Coeficiente de descarga da válvula fornecido pelo 
fabricante. Quando não informado, usar 
preliminarmente os valores ao lado. 
Kd = 0,65 para válvula, combinada ou não 
com disco de ruptura. Adotar Kd = 0,62 
para dimensionamento exclusivo de disco 
de ruptura. 
Kw Fator de correção de contrapressão variável, 
aplicável para válvulas balanceadas, obtido do 
gráfico 3 . 
Kw =1 para contrapressão atmosférica. 
Válvulas convencionais e piloto operadas 
não requerem correção. 
Kv Fator de correção de viscosidade, obtido do gráfico 
6, ou através da equação 12 ao lado . 
1
2
3
2
1
75,342878,2
9935,0Kv










RR
 
 
R Número de Reynold 
 Viscosidade absoluta na temperatura de fluxo, 
centipoise. 
cp cp 
U Viscosidade absoluta na temperatura de fluxo, 
Saybolt Universal second 
SSU SSU 
G Densidade do líquido na temperatura de descarga, 
em relação à da água (1 à 70 °F). 
 
 
 
7.9.6 Dimensionamento para Fluxo Bifásico 
 
Em algumas situações o fluxo a ser considerado é bifásico ( mistura gás e líquido ). A mistura bifásica 
entra na válvula ou uma mistura bifásica é produzida quando o fluido se move através da válvula. A 
geração do vapor precisa ser levada em conta, porque ela vai reduzir a efetiva capacidade de fluxo 
mássica da válvula. 
 
Um método conservativo para dimensionar fluxo bifásico é o seguinte : 
 
a) Determine a quantidade de líquido que vaporiza através de uma expansão adiabática a partir da 
condição de alívio, considerando a pressão crítica a jusante para o gás vaporizado ou a 
contrapressão, o que for maior. Se a mistura que entra na válvula é bifásica, separe a parcela que 
corresponde ao componente compressível. 
b) Calcule individualmente a área requerida do orifício para passar o componente vaporizado, usando 
a equação apropriada da tabela 7, de acordo com o serviço, tipo de válvula, e se a contrapressão é 
maior ou menor que a pressão crítica a jusante. 
c) Calcule individualmente a área requerida do orifício para passar o componente de líquido que não 
vaporizou, usando a equação da tabela 12. O diferencial de pressão ( p1 – p2 ) é a pressão de alívio 
menos a contrapressão. 
d) Some as áreas individuais calculadas para os componentes vaporizado e líquido para obter a área 
total do orifício, que é a área requerida. 
e) Selecione uma válvula de alívio de pressão que tem uma área efetiva igual ou superior à área 
calculada do orifício. O projetista deve recalcular a contrapressão que vai ser gerada para a válvula 
específica selecionada, com a sua instalação particular de descarga instalada, verificando a 
vaporização gerada a jusante do bocal da válvula de alívio de pressão. Quando apropriado, devem ser 
aplicadas correções à área previamente calculada. Uma válvula balanceada ou piloto operada pode 
ser necessária quandoo aumento na contrapressão devido à vaporização ou condições de fluxo 
bifásico é excessivo ou não pode ser adequadamente previsto. A taxa de fluxo real pode ser muito 
maior que o estimado caso não ocorra equilíbrio no bocal. 
 
O projetista deve investigar o efeito de qualquer autoresfriamento que pode surgir devido à 
vaporização. Os materiais de construção devem ser adequados para as temperaturas de saída. Deve-
se também adotar medidas para evitar que ocorra a obstrução da saída com formação de sólidos ou 
hidratos. 
 
 
85 
 
A edição de janeiro/2000 do API RP 520 apresenta no apêndice D um método mais elaborado, que 
considera diferentes cenários para efetuar o dimensionamento. O API salienta que esses métodos não 
são validados por testes, e que até o momento não existem procedimentos reconhecidos para efetuar 
certificação de capacidade de válvulas de alívio de pressão em fluxo bifásico. 
 
Os quatro cenários abordados pelo API 520 Ed.2000 são os seguintes: 
a) Fluxo bifásico ( líquido saturado e vapor saturado) entra na válvula e vaporiza. Não existem gases 
não condensáveis presentes(1). Inclui também fluidos acima e abaixo do ponto de equilíbrio 
termodinâmico em fluxo bifásico que está condensando. Exemplo : Propano saturado (líquido/vapor) 
entra na válvula e o propano líquido vaporiza. 
 
(1) 
Um gás não condensável é um gás que não é facilmente condensável sob as condições normais de 
processo. Exemplos de gases não condensáveis comuns : ar, oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, CO , CO2 e H2S . 
 
b) Sistema bifásico (líquido altamente subresfriado , gases não condensáveis, vapor condensável ou 
ambos) entra na válvula e não vaporiza. Exemplo : propano altamente resfriado e nitrogênio entram na 
válvula e o propano não vaporiza. 
c) Líquido subresfriado (incluindo saturado) entra na válvula e vaporiza. Vapor não condensável ou gás 
não condensável estão presentes. Exemplo: propano subresfriado entra na válvula e vaporiza. 
d) Sistema bifásico ( gás não condensável ou vapor condensável com gás não condensável, ou líquido 
subresfriado ou líquido saturado) entra na válvula e vaporiza. Gás não condensável presente. Exemplo: 
sistema de propano saturado (líquido/vapor) e nitrogênio entram na válvula e o propano líquido 
vaporiza. 
 
Estes métodos constituem algumas entre várias técnicas atualmente em uso, e novos métodos 
continuam a serem desenvolvidos com o passar do tempo. É importante ressaltar que não existem 
válvulas especialmente construídas para fluido bifásico, e que os métodos de certificação também não 
prevêem o uso de fluxo bifásico. Quando o serviço é bifásico e a percentagem vaporizada inferior a 
50% geralmente usam-se válvulas de alívio, que apresentam comportamento mais adequado com 
esse tipo de fluido. 
 
 
7.9.7 Dimensionamento para a condição fogo externamente ao vaso de pressão 
 
Vasos de pressão expostos a fogo ficam sujeitos a um aumento interno de pressão em decorrência da 
absorção de calor pelo fluido contido no vaso. A determinação do fluxo a ser aliviado e outras 
considerações de proteção são apresentados no parágrafo 5.13.14 . 
 
7.10 Certificação de válvulas de alívio de pressão 
 
O código ASME requer que o fabricante de uma válvula de alívio de pressão demonstre o desempenho 
e a capacidade de alívio de suas válvulas de alívio de pressão de produção, através de um teste 
efetuado em uma instalação (“facility”) aceita pelo ASME, supervisionada por um Observador 
Autorizado pelo ASME e testemunhado por uma terceira parte designada pelo ASME. Esses testes 
foram feitos inicialmente em 1937, seguindo um programa de testes em válvulas de alívio de pressão 
patrocinado pelo National Board . 
 
Os procedimentos de teste e as equações usadas para cálculo são baseados na suposição que o fluxo 
compressível através da válvula de alívio de pressão é crítico (velocidade de escoamento igual à 
velocidade do som), isto é, essencialmente uma função da pressão interna. 
 
Antes que um fabricante coloque o selo ASME em sua válvula de alívio de pressão, a capacidade de 
alívio deve primeiramente ser certificada e em seguida confirmada por testes em válvulas selecionadas 
aleatoriamente da produção. Posteriormente são efetuados testes periódicos (ao menos a cada 5 anos) 
em válvulas aleatoriamente selecionadas da produção para se manter a certificação. 
 
Os fluidos de teste são vapor, ar ou gás natural para serviço com fluidos compressíveis, e água para 
serviço com fluidos incompressíveis. Primeiramente a válvula de alívio de pressão é verificada quanto à 
 
86 
 
pressão de abertura e ao fechamento, em cumprimento ao que está estabelecido no código de projeto. 
Em seguida a capacidade é verificada com 10% de sobrepressão acima do valor de abertura da 
válvula. 
 
São usados três diferentes métodos para teste de certificação: 
 
a) Método das 3 válvulas 
A intenção é testar um único projeto de válvula de alívio de pressão em um único valor de pressão de 
abertura. São testadas 3 válvulas idênticas na mesma pressão de abertura. Cada uma das capacidades 
medidas deve estar dentro da margem de  5% da média das 3 capacidades. Esta capacidade média é 
então multiplicada por 0,9 para se determinar a capacidade oficial certificada a ser estampada na 
válvula ( para aquele projeto, na pressão particular escolhida). 
 
 b) Método das 4 válvulas 
 
Este método é usado para determinar a capacidade de um único projeto em uma faixa de pressões de 
abertura. Este método é conhecido também como o método da inclinação (“slope”) porque existe uma 
relação direta entre capacidade e pressão absoluta na entrada para fluidos compressíveis, e entre log 
da capacidade contra log do diferencial de pressão através da válvula para fluidos incompressíveis. 
 
Neste método 4 válvulas do mesmo tamanho são ajustadas em 4 pressões diferentes, e a capacidade 
de cada válvula é medida. Para fluidos compressíveis, cada capacidade medida é dividida pela pressão 
absoluta de fluxo para determinar uma inclinação (slope), em lb/h / psi . 
A linha derivada de cada teste individual deve se situar entre  5% da inclinação média calculada para 
o resultado das 4 válvulas. A capacidade certificada é então determinada multiplicando-se por 0,9 o 
produto da inclinação média (slope) pelo valor de pressão de acúmulo (absoluta). Por exemplo : 0,9 x 
inclinação média x (1,03 x pressão abertura + 14,7 ). 
Para fluidos incompressíveis, as capacidades dos 4 testes são plotadas em papel log contra a pressão 
diferencial de teste ( pressão de entrada – pressão na descarga), e uma linha reta é desenhada ao 
longo dos 4 pontos. Pontos individuais não podem se distanciar mais de 5% da linha reta. A capacidade 
de descarga é então determinada a partir dessa linha plotada. A capacidade certificada não pode 
exceder a 0,9 vezes a capacidade obtida desta linha. 
 
Os resultados do método das 4 válvulas podem ser extrapolados para cobrir uma faixa maior de 
pressões. 
 
c) Método das 9 válvulas (método do coeficiente de descarga) 
 
Quando se quer certificar uma linha completa de válvulas, consistindo de várias entradas, tamanhos de 
orifício e pressões de abertura, usa-se o método do coeficiente de descarga. Neste caso, 3 válvulas de 
3 tamanhos diferentes (total de 9) são testadas, cada válvula de tamanho diferente ajustada em uma 
pressão diferente. Para cada teste, um coeficiente de descarga é calculado, que é igual ao fluxo medido 
dividido pelo fluxo teórico determinado através de fórmulas apropriadas para o fluido utilizado. Cada um 
dos coeficientes de descarga calculados deve se situar entre  5% do coeficiente médio calculado para 
as 9 válvulas. Para a seção VIII, este coeficiente é então multiplicado por 0,9 , para determinar o 
coeficiente efetivo real (“rated”) de descarga a ser utilizado para calcular a capacidade de alívio dessa 
linha de válvulas. Para a seção I , antes de 1997 o coeficiente médio era usado diretamente, e o fator 
de 0,9 era incluídona equação usada para calcular a capacidade de alívio . Isto pode dar margem a 
alguma confusão, e a partir de 1997 os dois códigos adotaram o mesmo método, de modo que o fator 
0,9 foi também incorporado ao coeficiente de descarga das válvulas de segurança certificadas pela 
seção I. 
 
As válvulas selecionadas para verificação devem se situar dentro da capacidade de alívio da instalação 
de teste. Válvulas maiores que aquelas testadas são então projetadas de modo geometricamente 
similar ao das válvulas testadas. Os resultados do teste de capacidade são então extrapolados e 
estampados nas válvulas maiores. 
 
Antes que seja colocado o selo ASME na válvula, duas válvulas quaisquer da produção são 
selecionadas e testadas para que se comprove operação adequada e capacidade. Daí em diante, mais 
duas válvulas da produção são selecionadas e testadas a cada 5 anos. Se qualquer válvula não 
 
87 
 
atender, são escolhidas mais 2 válvulas para cada válvula que falhou. A continuação das falhas pode 
levar à revogação do fabricante naquele projeto específico de válvula. 
 
Esses métodos se aplicam tanto para as válvulas certificadas pela seção VIII (Vasos de Pressão) 
quanto para as válvulas certificadas pela seção I (Caldeiras). 
 
O processo de certificação e todos os testes são conduzidos pelo National Board, organismo 
responsável pela aprovação e certificação das válvulas de segurança. O NB publica o “Red Book” 
( Livro Vermelho, NB 18), que contem todos os fabricantes e produtos certificados de acordo com o 
ASME. Também são publicados os coeficientes reais de descarga, obtidos de acordo com os métodos 
aprovados pelo NB. 
 
 
 
 
 
 
88 
 
TABELAS E GRÁFICOS 
 
 
Gráfico 1 e Tabela 7.10 Valores de C em função de k 
 
k C k C k C k C 
1.00 315 1.30 347 1.60 373 1.90 394 
1.01 317 1.31 348 1.61 373 1.91 395 
1.02 318 1.32 349 1.62 374 1.92 395 
1.03 319 1.33 350 1.63 375 1.93 396 
1.04 320 1.34 351 1.64 376 1.94 397 
1.05 321 1.35 352 1.65 376 1.95 397 
1.06 322 1.36 353 1.66 377 1.96 398 
1.07 323 1.37 353 1.67 378 1.97 398 
1.08 325 1.38 354 1.68 379 1.98 398 
1.09 326 1.39 355 1.69 379 1.99 400 
1.10 327 1.40 356 1.70 380 2.00 400 
1.11 328 1.41 357 1.71 381 - - 
1.12 329 1.42 358 1.72 382 - - 
1.13 330 1.43 359 1.73 382 - - 
1.14 331 1.44 360 1.74 383 - - 
1.15 332 1.45 360 1.75 384 - - 
1.16 333 1.46 361 1.76 384 - - 
1.17 334 1.47 362 1.77 385 - - 
1.18 335 1.48 363 1.78 386 - - 
1.19 336 1.49 364 1.79 386 - - 
1.20 337 1.50 365 1.80 387 - - 
1.21 338 1.51 365 1.81 388 - - 
1.22 339 1.52 366 1.82 389 - - 
1.23 340 1.53 367 1.83 389 - - 
1.24 341 1.54 368 1.84 390 - - 
1.25 342 1.55 369 1.85 391 - - 
1.26 343 1.56 369 1.86 391 - - 
1.27 344 1.57 370 1.87 392 - - 
1.28 345 1.58 371 1.88 393 - - 
1.29 346 1.59 372 1.89 393 - - 
1.30 347 1.60 373 1.90 394 - - 
 
89 
 
 
Gráfico 2. Fator de Correção da Contrapressão, Kb , para válvula balanceada 
Pode ser usado quando não se conhece o valor da pressão de fluxo crítico .Pressão de abertura e contrapressão 
em psig. Aplica-se para pressão de abertura superior a 50 psig. Para pressão de abertura inferior a 50 psig e fluxo 
subcrítico, o fabricante deve ser consultado. Para 21% de sobrepressão, Kb igual a 1,0 , até P2 / PA = 50% . 
 
Percentual da contrapressão = (P2/PA) x 100 
 
 
90 
 
Gráfico 3. Fator de correção de capacidade, Kw , devido à contrapressão em válvulas 
balanceadas em serviço com líquidos 
Esta curva deve ser usada quando não há informação do fabricante. 
Kw = fator de correção da contrapressão 
P2 = contrapressão, psig / PA = pressão de abertura, psig 
 
 
 
Gráfico 4. Valores de F2 para fluxo subcrítico 
 
 
 
Percentual de contrapressão= P2/(PA+PS)x100 
 
91 
 
 
Gráfico 5. Fator de correção da contrapressão constante, Kb , para válvulas 
convencionais ( somente para gases ) 
 
Exemplo. Pressão abertura PA = 100 psig / Sobrepressão PS = 10 psi / 
Contrapressão superimposta (constante) = 70 psig / Contrapressão desenvolvida = 10 psi 
Pressão ajuste da mola = 30 psi 
Percentual da contrapressão absoluta =  
 
100
7,1410100
7,141070


 = 76 
Kb = 0,87 ( seguindo-se a linha interrompida até k = 1,4 ) 
 
 
 
Gráfico 6. Fator de correção da capacidade, Kv , devido à viscosidade 
 
 
 
Gráfico 7. Fatores de correção de capacidade, Kp , devido à sobrepressão , para 
válvulas de alívio de pressão não certificadas em serviço líquido 
 
92 
 
 
TABELA 7.11 PROPRIEDADES DE VÁRIOS LÍQUIDOS COMUNS 
 
 
Líquido 
 
Fórmula 
Peso 
Mole 
cular 
M 
Densida
de 
 lb/ pé3 
Peso 
específico 
G 
 
Constantes críticas 
Temperatura 
de Ebulição – 
( Pressão 
Atmosférica ) 
 Temp.Crítica, Tc Pr. Crítica, Pc 
 ºF ºC Psia bar ºF ºC 
Acetaldeído C2H4O 54 48,774 0,782 370 188 69 17 
Acetona C3H6O 58 49,773 0,79 455 236 691 48 133 56 
Ácido acético C2H4O2 60 65,489 1,05 612 322 841 58 245 118 
Acido clorídrico,30% HCl 36 76,090 1,22 124 51 1198 82 -121 -85 
Acido nítrico, 60% HNO3 63 85,448 1,37 187 86 
Ac. sulfúrico,100% H2SO4 98 114,138 1,83 640 338 
Água H2O 18 62,371 1,00 705 374 3206 221 212 100 
Álcool etílico C2H6O 46 49,210 0,789 469 243 927 64 172 78 
Álcool metílico CH4O 32 49,460 0,793 464 240 1156 80 149 65 
Aminobenzol C6H7N 93 63,743 1,022 799 426 769 53 363 184 
Amônia,saturada NH3 17 38,67 0,62 270 168 1636 113 -29 -34 
Benzeno C6H6 78 54,824 0,879 552 289 701 48 176 80 
Cloro Cl2 71 88,566 1,42 291 144 1118 77 -30 -34 
Cloreto Cálcio, 25% CaCl 76,716 1,23 
Cloreto Sódio, 25% NaCl 74,221 1,19 
Éter Etílico C4H10O 74 44,47 0,713 381 194 522 36 93 34 
Furfural C5H4O2 96 72,35 1,16 324 162 
Gasolina 46,778 0,75 
Glicerina,100% C3H8O3 92 78,587 1,26 554 290 
Glicol C2H6O2 62 70,167 1,125 387 197 
Mercúrio Hg 200 844,877 13,546 2660 1460 15300 1055 674 357 
Nitrobenzol C6H5O2N 123 76,092 1,22 412 211 
n-Octano C8H18 114 43,659 0,70 565 296 362 25 259 126 
Óleo Lubrificante 57,069 0,915 
Petróleo 49,896 0,80 
Querosene 48,6-
51,1 
0,78-0,82 
Sulfeto de Carbono CS2 76 78,774 1,263 530 277 1102 76 115 46 
Terpentina C10H10 130 53,327 0,855 709 376 320 160 
Toluol C7H8 92 54,387 0,872 610 321 611 42 232 111 
Tricloroetileno C2HCl2 96 91,56 1,468 189 87 
m-Xileno C8H10 106 53,888 0,864 655 346 509 35 282 139 
 
 
93 
 
 
TABELA 7.12 PROPRIEDADES DE VÁRIOS GASES COMUNS 
 
 
 
 
Gás 
 
For 
mula 
Peso 
Mole 
cular 
M 
Densida
de 
 
lb/ pé3 
Peso 
específico 
relativo 
G 
Constantes críticas Calor específico 
à temperatura 
ambiente 
Razão 
Cp/Cv 
 
Temperatura 
Crítica, Tc 
Pressão 
Crítica, Pc 
ºF ºC psia bar Cp Cv k 
Acetileno C2H2 26 0,06754 0,8971 97 36 911 63 0,350 0,2734 1,28 
Amônia NH3 17 0,0442 0,5871 270 168 1636 113 0,523 0,4064 1,29 
Ar 29 0,07528 1,00 -222 -141 547 38 0,2410 1,725 1,40 
n-Butano C4H10 58 0,15725 2,0888 305 152 551 38 0,3908 0,3565 1,096 
Cloreto de Metila CH3Cl 50 0,1309 1,7388 289 143 1000 69 0,240 0,2006 1,20 
Cloro Cl2 71 0,1857 2,4667 291 144 1145 79 
Dióxido de Carbono CO2 44 0,1142 1,517 87 31 1071 74 0,205 0,1599 1,28 
Dióxido de Enxofre SO2 64 0,1663 2,2090 315 157 1143 79 0,154 0,123 1,25 
Etano C2H6 30 0,07868 1,045 90 32 710 49 0,4097 0,3437 1,192 
Etileno C2H4 28 0,0728 0,967 50 10 742 51 0,40 0,3292 1,215 
Helio He 4 0,01039 0,13801 -450 -268 33 2 1,25 0,754 1,66 
Hidrogênio H2 2 0,005234 0,06952 -400 -240 188 13 3,42 2,435 1,40 
Metano CH4 16 0,04163 0,553 -116 -82 673 46 0,5271 0,403 1,307 
Monóxido Carbono CO 28 0,07269 0,9655 -220 -140 507 35 0,243 0,1721 1,41 
Neônio Ne 20 0,05621 0,7466 -380 -229 395 27 
Nitrogênio N2 28 0,07274 0,96625 -233 -147 492 34 0,247 0,1761 1,40 
Óxido Nítrico NO 30 0,07788 1,0345 -137 -94 957 66 0,231 0,1648 1,40 
Óxido Nitroso N2O 44 0,1143 1,5183 97 36 1054 72 0,221 0,17591,26 
Oxigênio 02 32 0,08305 1,1032 -181 -119 736 51 0,217 0,1549 1,40 
Propano C3H6 44 0,1164 1,5462 206 97 617 42 0,3885 0,3435 1,131 
 
Densidades dos líquidos e gases : na pressão atmosférica e 20 ºC ( 68 ºF ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
94 
 
7.11 EXEMPLOS DE DIMENSIONAMENTO 
7.11.1 DIMENSIONAMENTO PARA GASES 
 
Exemplo 1) Efetuar dimensionamento e seleção de válvula de alívio de pressão, para proteção contra 
falha operacional, de um vaso de pressão projetado segundo Código ASME VIII, para as seguintes 
condições: 
 
Fluido ......................................................................................butano 
Capacidade requerida ............................................................30.000 lb/h 
PMTA do vaso........................................................................90psig 
Contrapressão constante.........................................................10 psig 
Pressão de operação................................................................80 psig 
Densidade...............................................................................2,007 
Peso molecular.......................................................................58,12 
Temperatura de alívio.............................................................167 °F (627 °R) 
k ............................................................................................ 1,19 
 
- Sobrepressão adotada será de 10% 
- Pressão de abertura (PA) poderá ser de até 90psig 
- Pressão de alívio (PA + Sobrepressão+P.atm) = 113,7psig 
- Será adotada PSV convencional, por se tratar de contrapressão constante. 
- C = 336 ( da tabela 14 para k = 1,19 ) 
- Kb = 1 ( Válvula convencional ) 
- Kc = 1 ( Não há disco de ruptura ) 
- O fluxo é crítico 
Cálculo do Orifício 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
 
 
 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
 => 
12,58
1627
113,7x1x1975,0336
 30.000 x
xx
A  =>2,64 pol² 
 
Seleciona-se orifício padronizado logo acima L (2,853 pol² ) 
A pressão de ajuste da mola em bancada é de 80 psig . 
 
Exemplo 2. Efetuar dimensionamento e seleção de válvula de alívio de pressão, para proteção contra 
falha operacional, de um vaso de pressão projetado segundo Código ASME VIII, para as seguintes 
condições: 
 
Fluido ................................................................................. butano 
Capacidade requerida ..........................................................30.000 lb/h 
PMTA do vaso.....................................................................90psig 
Contrapressão variável..........................................................0 a 30 psig 
Pressão de operação..............................................................80 psig 
Densidade...............................................................................2,007 
Peso molecular.......................................................................58,12 
Temperatura de alívio.............................................................167 °F (627 °R) 
k ............................................................................................ 1,19 
- Sobrepressão adotada será de 10% 
- Pressão de abertura (PA) poderá ser de até 90psig 
- Pressão de alívio (PA + Sobrepressão+P.atm) = 113,7psig 
- Será adotada PSV balanceada, por se tratar de contrapressão variável ( > 10% PA ) 
- C = 336 ( da tabela 14 para k = 1,19 ) 
- Kb = 0,97 ( Do gráfico 2 : Contrapressão/Pressão abertura = 30/90 = 33,3 ) 
- Kc = 1 ( Não há disco de ruptura ) 
- O fluxo é crítico 
 
 
95 
 
Cálculo do Orifício 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
 
 
 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
 => 
12,58
1627
3,7x0,97x111975,0336
 30.000 x
xx
A  => 2,73 pol² 
 
 
Seleciona-se orifício padronizado logo acima L (2,853 pol² ) 
A pressão de ajuste da mola em bancada é de 90 psig. 
 
 
Exemplo 3. Efetuar dimensionamento e seleção de válvula de alívio de pressão, para proteção contra 
falha operacional, de um vaso de pressão projetado segundo Código ASME VIII, para as seguintes 
condições: 
 
Fluido ..................................................................................butano 
Capacidade requerida ..........................................................30.000 lb/h 
PMTA do vaso.....................................................................90psig 
Contrapressão constante.......................................................55 psig ( 69,7 psia ) 
Pressão de operação..............................................................80 psig 
Densidade...............................................................................2,007 
Peso molecular.......................................................................58,12 
Temperatura de alívio.............................................................167 °F (627 °R) 
 
- Sobrepressão adotada será de 10% 
- Pressão de abertura (PA) poderá ser de até 90 psig 
- Pressão de alívio (PA + Sobrepressão+P.atm) = 113,7 psig 
- Será adotada PSV convencional 
- O fluxo é subcrítico ( P2 / P1 = 69,7 / 113,7 = 0,61 > 0,50 ) 
 
Cálculo do Orifício 
 
12735 MP
TZ
KKF
W
A
Cd
= 
 
Considerando-se que : k = 1,19 e r = P2/P1 = 69,7/113,7 = 0,613 
 
Cálculo de F2 = 0,701 
 
Obs. ( Do gráfico 4 , para r = 0,61 e k = 1,19 obtem-se F2 próximo a 0,705 ) 
 
A 
)7,697,113(7,113
1
12,58
1627
701x1x1,0735
 30.000
x
x
x
= => 2,71 pol² 
 
Seleciona-se orifício padronizado logo acima L (2,853 pol² ) 
A pressão de ajuste da mola em bancada é de 35 psig. 
 
Exemplo 4. Dimensionar válvula de segurança para proteger sistema de compressão de gás natural. A 
causa de sobrepressão é bloqueio inadvertido. 
 
Fluido ............................................................................................. gás natural 
Capacidade requerida .................................................................... 960 351 kg/h 
PMTA do sistema .......................................................................... 104 kgf/cm2 
Contrapressão ................................................................................ 0 
Pressão de operação ....................................................................... 99,84 kgf/cm2 
 
96 
 
Peso molecular ( M ) ...................................................................... 17,37 
Temperatura de alívio ..................................................................... 25 ºC 
Fator de compressibilidade (Z) ....................................................... 0,88 
k ...................................................................................................... 1,27 
P1 = 104 + 104 x 0,1 + 1,034 = 115,43 Kgf/cm2 ( 11320,2 kPaa ) 
 
Cálculo do orifício ( utilizando unidades do sistema internacional ) 
 
A 
M
TZ
KKPCK
Wx
Cbd 1
13160
= 
37,17
88,0298
112,11320953,0344
96035113160 x
xxxx
x
= = 132,32 cm2 
 
O orifício imediatamente superior é o T ( 167,70 cm2 ). Para a pressão de abertura especificada não 
existe válvula atuada por mola com este orifício. Deve-se selecionar válvula do tipo piloto operada 
(flange entrada 8” 600# e saída 10” 150#). Ou então dispositivos múltiplos: são necessárias 7 válvulas 
de orifício L , flanges entrada 4” 900# e saída 6” 150# . 
 
 
Exemplo 5. Efetuar dimensionamento e seleção de dispositivo de alívio de pressão, para proteção 
contra falha operacional, dispositivo múltiplo , de um vaso de pressão projetado segundo Código ASME 
VIII, para as seguintes condições: 
 
Fluido .....................................................................................butano 
Capacidade requerida .(W)......................................................30.000 lb/h 
PMTA do vaso.......................................................................90 psig 
Contrapressão variável...........................................................0 psig 
Pressão de operação..............................................................80 psig 
Densidade...............................................................................2,007Peso molecular...(M)....................................................................58,12 
Temperatura de alívio.............................................................167 °F (627 °R) 
 
Em função dos dados fornecidos, observa-se o seguinte: 
- Sobrepressão adotada será de 16% 
- Pressão de abertura (PA) – Primeira válvula = 90 psig 
 Segunda válvula = 90 + 5% = 94,5 psig 
- Pressão de alívio (PA + Sobrepressão+ P.atm) = 119,1 psig 
- Será adotada PSV convencional. 
- Cp/Cv =1,19 e C =336 
- Kc = 1 (não será usado disco de ruptura em combinação com a PSV) 
- Kb =1 (válvula convencional). 
- Z = 1 (valor adotado conservativamente conforme API 520) 
 
Cálculo do Orifício (área total) 
 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
= 
 
 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
= => 
12,58
1627
 x1x1119,1975,0336
 30.000 x
xx
A = => 2,52 pol² 
 
Pode-se selecionar 2 válvulas de orifício “J” (1,287 pol2 ) ou 
Uma válvula orifício “H” (0,785 pol2 ) e outra válvula orifício “K” (1,838 pol2 ) 
 
7.11.1.1 Dimensionamento para condição fogo 
 
Exemplo 1. Efetuar dimensionamento e seleção de dispositivo de alívio de pressão, para proteção 
contra fogo, de um vaso de pressão projetado segundo Código ASME VIII, para as seguintes 
condições: 
 
97 
 
 
Fluido ...................................................................................... butano 
Capacidade requerida (W) .....................................................30.000 lb/h 
PMTA do vaso........................................................................ 90 psig 
Contrapressão variável............................................................ 0 a 30 psig 
Pressão de operação................................................................ 80 psig 
Densidade............................................................................... 2,007 
Peso molecular (M) ............................................................... 58,12 
Temperatura de alívio............................................................. 167 °F (627 °R) 
 
Solução: 
Em função dos dados fornecidos, observa-se o seguinte: 
- Sobrepressão adotada será de 21% 
- Pressão de abertura (PA) poderá ser de até 90 psig 
- Pressão de alívio (PA + Sobrepressão + P atm) = 123,6 psig 
- Será adotada PSV balanceada, por se tratar de contrapressão variável. A pressão de ajuste em 
bancada não deverá ser compensada. 
- Verificação do valor da Pressão de fluxo crítico : 123,6 x 0,59= 72,9 psia (58,2 psig). Como a 
contrapressão (35 psig) é menor que a pressão de fluxo crítico o dimensionamento será efetuado 
pelas equações para fluxo crítico. 
- Cp/Cv = 1,19 C =336 Kc =1 (não será usado disco em combinação com a PSV) 
- Kb = 0,97 (do gráfico 2). 
- Z= 1 (valor adotado conservativamente conforme API 520) 
 
Cálculo do Orifício 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
 
 
 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
 => 
12,58
1627
 x0,97x1123,6975,0336
 30.000 x
xx
A  => = 2,51 pol² 
 
Seleciona-se orifício padronizado logo acima L (2,853 pol² ) 
A pressão de ajuste da mola em bancada é de 90 psig. 
 
 
Exemplo 2 . Dimensionamento para esfera de Propano 
 
Esfera de propano , com 48 ft ( 14,63 m ) de diâmetro, pressão de projeto de 251 psig . A superfície 
externa é nua, e existe sistema de combate a incêndio. 
No dimensionamento da válvula de segurança considera-se a contingência de fogo externo. O 
propano líquido vai absorver o calor do fogo e vaporizar. A válvula deverá ter portanto uma área de 
passagem suficiente para aliviar toda a massa de propano vaporizada . A quantidade de gás 
vaporizado é função da área sujeita à radiação do fogo ( área molhada ) e do calor latente de 
vaporização do propano. No caso de esferas de armazenamento de gases liquefeitos considera-se 
como área molhada a superfície do hemisfério inferior, independentemente da altura. 
 
Área molhada = ½  D2 = 3619,11 ft2 
 
Calor absorvido -> Q = 21000 F A0,82 = 17 388 924 BTU/h 
 
Fluxo a ser aliviado W = Q /  = 157 508 lb/h ( = 110,4 BTU/lb) 
 
Para esta condição o ASME determina acumulação de 21 % . 
P alívio = 251 + 0,21 x 251 + 14,7 = 318,4 psia 
Z = 0,9 
M = 44,09 
C = 330 
M = 44,09 
 
98 
 
T = 143 ºF 
 
M
TZ
KKPCK
W
A
Cbd 1
 
09,44
9,0603
114,318975,0330
157508 

 
 
A = 5,44 in2 
 
Seleciona-se orifício P ( 6,38 in2 ) 
 
 
Exemplo 3 . Dimensionamento para vaso de gás , parede seca 
 
Vaso filtro para gás natural. Diâmetro externo de 0,4572 m e altura de 1,4 m . A pressão de projeto é 
de 100 kgf/cm2 ( 1423 psig) e a pressão normal de operação de 90 kgf/cm2 . 
 No dimensionamento da válvula de segurança considera-se a contingência de fogo externo. O 
gás natural vai absorver o calor do fogo, aumentando sua temperatura e pressurizando o vaso além da 
pressão de projeto. A válvula deverá ter portanto uma área de passagem suficiente para aliviar uma 
determinada massa de gás natural suficiente para impedir que a pressão interna ao vaso supere o valor 
da máxima acumulação permitida (21%). A quantidade de gás a ser aliviada é função da área sujeita à 
radiação do fogo (área seca) e dos valores de temperatura do gás, antes do fogo, e na condição de 
máxima absorção de calor. 
 O vaso tem área externa de 2,48 m2 (26,694 ft2). Considera-se que a temperatura máxima na 
chaparia do vaso é de 1100 ºF ( 593 ºC ). A temperatura inicial do gás foi estimada em 10 ºC ( 510 ºR 
). A temperatura do gás durante o alívio será de: 
 
T1 = P1 / Pn = 122,03 / 90 x 510 = 691,5 ºR 
 
Fo = 
 







 
6506,0
1
25,1
11406,0
T
TTw
CK d
= 
 







 
6506,0
25,1
5,691
5,6911560
975,07,349
1406,0
x
= 0,0276 
 
1
30
P
AF
A  
53,1736
694,260276,0 x
 = 0,018 in2 
 
Seleciona-se o orifício imediatamente superior, que é o orifício D ( 0,11 in2 ) 
 
7.11.2 DIMENSIONAMENTO PARA VAPOR D’ ÁGUA 
 
Válvula de segurança instalada em um vaso, trabalhando com vapor saturado, ajustada para abrir na 
pressão de 1600 psig, devendo aliviar a quantidade de 150.000 lb/h . 
 
Acumulação = 10% ( ASME VIII) 
Pressão abertura = 1600 psig 
Pressão alívio = 1600 + 160 + 14,7 =1774,7 psia 
Kd = 0,975 
Kb = 1 ( descarrega para atmosfera ) 
Kn= [ 0,1906(1774,7) – 1000] / [0,2293 (1774,7) – 1061 ] = 1,01 
Ksh = 1 ( vapor saturado ) 
 
shncbd KKKKKP
W
A
15,51
 = 
)0,1)(01,1)(0,1)(0,1)(975,0)(7,1774(5,51
150000
A 
 
A = 1,67 in2 
Seleciona-se o orifício imediatamente superior , K ( 1,838 in2 ) 
 
 
99 
 
7.11.3 DIMENSIONAMENTO PARA LÍQUIDOS 
 
Exemplo 1. Efetuar dimensionamento e seleção de dispositivo de alívio de pressão com capacidade de 
vazão certificada, para proteção contra bloqueio inadvertido, de um vaso de pressão projetado segundo 
Código ASME VIII, para as seguintes condições: 
 
Fluido .................................................................................Petróleo 
Viscosidade .......................................................................1850 SSU a 100° F 
Capacidade requerida .........................................................900 gpm 
PMTA do vaso.....................................................................100psig 
Contrapressão constante.......................................................10 psig 
Pressão de operação..............................................................80 psig 
Densidade............................................................................0.97 a 100°F 
Temperatura de alívio..........................................................100°F 
 
- Sobrepressão adotada será de 10% 
- Pressão de abertura (PA) poderá ser de 100psig 
- Pressão de alívio (PA + Sobrepressão) = 110psig 
- Será adotada PSV convencional 
 
a) Por se tratar de fluído viscoso o dimensionamento deverá ser efetuado em 3 etapas: 
 
 Etapa 1 – Cálculo Estimado do Orifício: Fazer o cálculo preliminar para estimar a área do orifício 
requerido a partir da equação para líquidos, considerandoo fluido não viscoso (Kv=1) (correspondente 
a este exemplo). 
 
2138 pp
G
KKKK
Q
A
VCWd 
 => 
10110
97,0
11165,038
900


xxxx
A => A = 3,588pol² 
 
Etapa 2 – Cálculo do número de Reynold (R) e do Kv 
 
AU
Q
R
12700
 => 
3,5881850
90012700x
R  => R= 3261 
 
Kv=0,96 (da figura 36 do API 520) 
 
Etapa 3 – Cálculo do Orifício corrigido 
 
2138 pp
G
KKKK
Q
A
VCWd 
 => 
10110
97,0
96,01165,038
900


xxxx
A => A = 3,738pol² 
 
Seleciona-se o orifício imediatamente acima, N ( 4,34 pol² ) 
 
 
 
 
Exemplo 2. Efetuar dimensionamento de válvula de alívio de capacidade de vazão não certificada , 
para proteção do equipamento citado no exemplo 1, contra falha operacional . 
 
Fluido ..................................................................................Petróleo 
Viscosidade .........................................................................1850 SSU a 100° F 
Capacidade requerida ..........................................................900 gpm 
PMTA do vaso.....................................................................100psig 
Contrapressão constante.......................................................10 psig 
Pressão de operação..............................................................80 psig 
Densidade..............................................................................0.97 a 100°F 
Temperatura de alívio...........................................................100°F 
 
100 
 
 
Em função dos dados fornecidos, observa-se o seguinte: 
- Sobrepressão adotada será de 10% 
- Pressão de abertura (PA) poderá ser de 100psig 
- Pressão de alívio (PA + Sobrepressão) = 110psig 
- Será adotada PSV convencional 
 
a) Por se tratar de fluído viscoso o dimensionamento deverá ser efetuado em 3 etapas. 
 
 Etapa 1 – Cálculo Estimado do Orifício: Fazer o cálculo preliminar para estimar a área do orifício 
requerido a partir da equação para líquidos, considerando o fluido não viscoso (Kv=1) (correspondente 
a este exemplo). 
 
No gráfico 3, entrando-se com o resultado de (p2/p1) x 100 = 30 obtém-se Kw =0,875 
 
bpVCWd pp
G
KKKKK
Q
A


25,138
 => 
1010025,1
97,0
6,011162,038
900


xxxxxx
A => 
 
A =5,847pol² 
 
Etapa 2 – Cálculo do número de Reynold (R) e do Kv 
 
AU
Q
R
12700
 => 
5,8471850
90012700x
R  => R = 2555 Kv =0,94 (do gráfico 6) 
 
 
Etapa 3 – Cálculo do Orifício corrigido 
 
bpVCWd pp
G
KKKKK
Q
A


25,138
 => 
1010025,1
97,0
6,094,01162,038
900


xxxxxx
A => 
 
A = 6,22 pol² 
 
Seleciona-se orifício P ( 6,38 pol² ) 
 
 
 
7.11.4 DIMENSIONAMENTO PARA DISCO DE RUPTURA 
 
Exemplo 1. Vaso de processo ASME VIII, trabalhando com uma mistura de etano e etileno e pequeno 
percentual de H2S. O vaso opera com 23 barg e tem PMTA de 30 barg. O volume de gás a ser aliviado 
é de 50 Nm3/min , na temperatura de 25 °C. As características físicas da mistura de hidrocarbonetos 
são : k=1,2 ; peso molecular = 29,4 ; densidade = 1,02 . 
Efetuar dimensionamento para disco de ruptura, como único dispositivo de proteção. 
 
Fluido ................................................................ ................. mistura Etano e Etileno 
Capacidade requerida ........................................................... 50 Nm3/min 
PMTA do vaso...................................................................... 30 barg 
Contrapressão constante........................................................ 0 
Pressão de operação.............................................................. 23 barg 
Densidade...............................................................................1,02 
Peso molecular........................................................................ 29,4 
Temperatura de alívio............................................................. 25 °C (298 °K) 
k ............................................................................................ 1,2 
 
- Sobrepressão adotada será de 10% 
- Pressão de abertura (PA) poderá ser de até 30 barg ( 3000 kPa ) 
 
101 
 
- Pressão de alívio (PA + Sobrepressão + P.atm) = 3401,3 kPa 
- Pode ser utilizado disco convencional 
- C = 337 ( da tabela 14 para k = 1,2 ) 
 
 
Cbd KKPCk
TZGV
A
1
*189750
 = 
0,1*0,1*3,3401*62,0*337
02,1*76,0*29850*189750
 = 202,9 mm2 ( 0,314 in2 ) 
 
Diâmetro do orifício requerido = 0,63 in 
Seleciona-se um disco de 1” 
 
Exemplo 2. Considerando as condições anteriores , dimensionar uma válvula de segurança conjugada 
com um disco de ruptura. O coeficiente de descarga do conjunto não é conhecido. 
Neste caso adota-se Kd = 0,975 e Kc = 0,9 . 
 
- Sobrepressão adotada será de 10% 
- Pressão de alívio = 3401,3 kPa 
 
 
Cbd KKPCk
TZGV
A
1
*189750
 = 
9,0*0,1*3,3401*975,0*337
02,1*76,0*29850*189750
 = 143,4 mm2 (0,22 in2 ) 
 
Seleciona-se uma válvula de segurança com orifício F ( 0,307 in2 ), flange de entrada 1 1/2” 150# e 
flange de saída 2” 150# . O disco de ruptura é de 1 1/2” , do tipo reverso vincado . 
 
 
7.11.5 REDIMENSIONAMENTO DE VÁLVULA DE SEGURANÇA 
 
Vaso situado na descarga de um compressor de CO2 . Projeto foi alterado, passando a PMTA de 250 
kg/cm2 para 210 kg/cm2 . A vazão aumentou cerca de 70%, passando de 245 Nm3/min para 425 
Nm3/min de CO2. Foi mantida a temperatura de projeto de 120 °C . Verificar se a PSV instalada atende 
a nova condição de projeto. 
 
Dados de projeto do fluido. 
Fluido = CO2 
M = 44 
G = 1,52 
K = 1,28 ; C= 345 
Z= 0,68 
PSV existente : 1 ½ F 2 ½ 1500# x 300# 
Pressão alívio = 210 + 21 + 1,033 = 232,033 kgf/cm2 = 22755 kPaa 
 
 
Cbd KKPCk
TZGV
A
1
*189750
 = 
0,1*0,1*22755*975,0*345
52,1*68,0*393425*189750
 = 212 mm2 
 
 
 
Orifício calculado é pouco maior que orifício F , de 198 mm2 . Para as novas condições é necessário 
selecionar orifício G ( 324,5 mm2). A PSV existente não atende às novas condições de projeto. 
 
Obs. A seleção através das cartas do padrão API 526 vai resultar em uma válvula 2G3 1500#x300# . 
Será necessário modificar o bocal de 1 ½ existente. É importante portanto verificar se realmente são 
necessárias as modificações no projeto que vão resultar na redução da PMTA do equipamento ou do 
 
102 
 
sistema para 210 kgf/cm2 . Se for possível manter a PMTA original de 250 kgf/cm2 não há necessidade 
de substituir a PSV. O orifício calculado para este valor de pressão é de 178 mm2 . 
7.12 Dimensionamento de válvulas de caldeiras 
 
Válvulas de segurança são utilizadas em caldeiras e geradores de vapor para proteção contra 
sobrepressões . O código de projeto ASME Section I estabelece uma série de requisitos com relação 
ao uso das válvulas . Os principais requisitos deste código são: 
 
- Cada caldeira deve ter no mínimo uma válvula de segurança , e se ela tem mais de 500 ft2 (47 m2) 
de superfície tubular de aquecimento, duas ou mais válvulas de segurança; 
 
- A capacidade de alívio da(s) válvula(s) deve ser tal que todo vapor gerado na caldeira será 
descarregado sem permitir que a pressão suba mais que 6% acima da mais alta pressão de ajuste de 
qualquer válvula, e em nenhuma hipótese mais que 6% acima da PMTA da caldeira; 
 
- Uma ou mais válvulas deve(m) ser ajustada(s) para abrir na PMTA ou abaixo dela. Se válvulas 
adicionais forem usadas, a pressão mais alta de ajuste não deve exceder a PMTA de 3% . A variação 
completa de pressões de abertura de todas as válvulas de vapor saturado de uma caldeira não pode 
exceder 10% da pressão mais alta que qualquer válvula foi ajustada; 
 
- Diferencial de alívio : válvulas de segurança com pressão de abertura acima de 375 psi o “blowdown” 
máximo é de 4% da pressão de abertura; pressão de abertura entre 250 e 375 psi o “blowdown” 
máximo é de 15 psi; pressão de abertura entre 250 e 67 psi o “blowdown” é de 6% da pressão de 
abertura ; pressão de abertura inferior a 67 psi o “blowdown” máximo é de 4 psi ; 
 
- O “blowdown” mínimo é de2% da pressão de abertura ou 2 psi, o que for maior ; 
 
- As válvulas de segurança devem ser do tipo atuadas diretamente por mola de ação “pop”, com sedes 
inclinadas em qualquer ângulo entre 45º e 90º . Válvulas de peso morto não são permitidas; 
 
- Cada superaquecedor deve ter uma ou mais válvulas de segurança instaladas entre o 
superaquecedor e a primeira válvula de bloqueio; 
 
- A capacidade de alívio da válvula de segurança do superaquecedor pode ser incluída na 
determinação da quantidade e tamanho das válvulas de segurança da caldeira, desde que as válvulas 
de vapor saturado respondam por pelo menos 75% da capacidade total; 
 
- Cada reaquecedor deve ter uma ou mais válvulas de segurança. A capacidade das válvulas do 
reaquecedor não pode ser incluída na capacidade de descarga requerida da caldeira e 
superaquecedor. A capacidade de descarga da(s) válvula(s) do reaquecedor não pode ser inferior a 
15% da capacidade total da caldeira. A perda de carga a montante da válvula, na saída do 
reaquecedor, deve ser considerada na determinação da sua pressão de abertura; 
 
- Válvulas de segurança instaladas em superaquecedores e reaquecedores que descarregam vapor 
superaquecido a temperaturas acima de 450 ºF (232 ºC) devem ser fabricadas em aço ou outro 
material resistente ao calor; a conexão de entrada deve ser flangeada ou soldada; o castelo deve ser 
aberto e a mola deve ser aparente; 
 
- Quando duas válvulas de tamanhos diferentes são instaladas independentemente, a capacidade de 
alívio da menor não pode ser inferior a 50% da capacidade da válvula maior; 
 
- Não são permitidos discos de ruptura e válvulas de bloqueio na entrada ou descarga; 
 
- Válvulas de segurança devem atingir elevação total a uma pressão não superior a 3% da pressão de 
abertura; 
 
- A mola de uma válvula de segurança não pode ser reajustada mais que 5% acima ou abaixo da 
pressão em que foi ajustada, a não ser quando considerado aceitável pelo fabricante; 
 
 
103 
 
- Para garantir que a válvula não está travada, cada válvula de segurança deve ter uma alavanca que 
permite a abertura da válvula quando acionada a uma pressão pelo menos igual a 75% da pressão de 
abertura; 
Para o dimensionamento de válvulas de segurança em caldeiras e geradores de vapor deve-se 
adotar os seguintes requisitos: 
- acumulação máxima de 6 % ; 
- sobrepressão máxima de 3% ; 
- quando se usa válvulas múltiplas, a primeira válvula deverá ser calibrada no máximo até 
100% da PMTA, e a pressão máxima de ajuste da(s) válvula(s) adicional(is) não poderá ultrapassar 
103% da pressão de projeto ou da PMTA. 
 
Tabela 7.13 Requisitos do ASME I para válvulas de segurança em caldeiras 
REQUISITOS PARA CALDEIRA PRESSÃO DA 
CALDEIRA 
CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DA 
VÁLVULA DE SEGURANÇA 
Pressão máxima admissível de 
acumulação 
106 Pressão máxima de alívio 
 103 Máxima pressão de abertura para 
válvulas suplementares 
Pressão máxima de trabalho 
admissível ou pressão de projeto 
100 Máxima pressão de abertura para 
válvula única 
 98 Máxima pressão de fechamento para 
válvula única 
 96 Mínima pressão de fechamento para 
válvula única 
Pressão máxima de operação 
esperada 
93 
 
O dimensionamento da área requerida é efetuado pela equação abaixo: 
 
Sistema Anglo Americano de Unidade de Medidas Sistema Internacional de Unidade de Medidas 
 
shnd KKKP
W
A
15,51
 ( 7.20 ) 
shnd KKKP
W
A
1
4,190
 ( 7.21 ) 
 
A = área requerida de descarga da válvula, em in2 ( mm2 ) 
W = fluxo através da válvula, em lb/h ( kg/h ) 
P1 = pressão de alívio, em psia (kPaa) = pressão de ajuste + sobrepressão + pressão atmosférica [14,7 
psi / 101,325 kPaa ] . Obs.: A sobrepressão mínima é de 3 psi ( 21 kPaa) 
Kd = coeficiente de descarga = 0,878 ( ou valor apresentado pelo fabricante) 
Kn = fator de correção para a equação de Napier, aplicável para pressões de ajuste entre 1500 e 2900 
psig ( 10340 e 20000 kPaa) . Ver tabela 7.14 . 
Ksh = fator de correção para vapor superaquecido . Ver tabela 7.15 . 
 
104 
 
 
Tabela 7.14 Fator de correção de Napier 
 
 
105 
 
 
 
Tabela 7.15 Fator de correção para vapor superaquecido Ksh 
 
 
7.12.1 EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO 
 
106 
 
 
Caldeira produzindo 250.000 lb/h , com duas válvulas de segurança no tubulão superior (balão) e uma 
na saída do superaquecedor. A pressão de saída do vapor superaquecido é de 600 psig e a pressão de 
operação do tubulão é de 640 psig. A PMTA da caldeira é 710 psig . A temperatura de saída do vapor 
superaquecido é de 750 ºF . 
 
Para efetuarmos o cálculo das válvulas de segurança de caldeiras deve-se considerar o que está 
disposto no código ASME I . Caldeiras com mais de 500 ft2 de superfície de troca de calor devem ter 
duas ou mais válvulas de segurança. Caldeiras com superaquecedor devem ter no mínimo uma válvula 
no superaquecedor (PG-68.1). É boa prática dimensionar a válvula do superaquecedor de maneira que 
esta tenha no mínimo 20% da capacidade total da caldeira, para proteger os tubos de 
superaquecimento. As válvulas do tubulão devem ser grandes o suficiente para aliviar pelo menos 
75% da capacidade total da caldeira (PG-68.2). 
 
A vazão mínima pelas válvulas do tubulão é de 0,75 x 250 000 = 187500 lb/h , e a vazão recomendada 
para a válvula do superaquecedor maior que 0,2 x 250 000 = 50000 lb/h. Podemos estipular portanto 
uma vazão de 60000 lb/h para a válvula do superaquecedor e uma vazão de 95000 lb/h para cada 
válvula do tubulão. 
 
A pressão de abertura da primeira válvula do tubulão deverá ser ajustada na PMTA da caldeira, 
portanto 710 psig. A segunda válvula é ajustada 3% acima, portanto 730 psig. A válvula do 
superaquecedor deve ser ajustada a uma pressão pouco menor que a pressão na saída do 
superaquecedor mais 70 psig ( que é o valor da diferença entre a PMTA e a pressão de operação do 
tubulão ) ; recomenda-se portanto ajustá-la em 660 psig. 
 
Para determinar as áreas de passagem necessárias vamos utilizar a equação: 
 
shnd KKKP
W
A
15,51
 Kd = 0,975 x 0,9 = 0,878 ; Kn = 1 
 Ksh = 0.848 ( apenas para válvula do superaquecedor ) 
 
Válvula do superaquecedor 
 
P1 (Pressão de alívio) = 660 + 3% x 660 + 14,7 = 694,5 psia 
A = 60000 / 51.5 x 694,5 x 0,878 x 1 x 0.848 = 2,253 in2 
O orifício imediatamente superior é o orifício L ( 2,853 in2 ) 
 
Válvulas do tubulão 
 
Primeira válvula do tubulão 
P1 (Pressão de alívio) = 710 + 3% x 710 + 14,7 = 746 psia 
A = 95000 / 51.5 x 746 x 0,878 x 1 x 1 = 2,816 in2 
 
Segunda válvula do tubulão 
P1 (Pressão de alívio) = 730 + 3% x 730 + 14,7 = 766,6 psia 
A = 95000 / 51.5 x 766,6 x 0,878 x 1 x 1 = 2,741 in2 
Nos dois casos o orifício imediatamente superior é o orifício L (2,853 in2). São selecionadas 
válvulas com orifício L , flange de entrada 3” 600 e flange de saída 6” 150# . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
107 
 
FOLHA DE ESPECIFICAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
108 
 
8 . INSTALAÇÃO 
 
A correta instalação dos dispositivos de alívio de pressão é fundamental para seu funcionamento. 
Estimativas indicam que cerca de 75% das causas de mau funcionamento são devidas a falhas na 
instalação. Os projetistas devem realizar esta etapa de seu trabalho com muito cuidado, sempre 
procurando seguir as recomendações estabelecidas nas normas de projeto e construção de vasos de 
pressão, caldeiras e tubulações. Modificações de projeto efetuadas posteriormente, após a entrada em 
operação das unidades, sempre devem levar em conta os critérios das normas de projeto originais. 
 
Deve-se considerar em primeiro lugar que a válvula de segurança e alívio é dispositivo exclusivamente 
de segurança e jamais poderá ser considerada como elemento de controle ou de operação normal. O 
projeto de instalação deverá considerar outros meios de controlar a magnitude de pressão, de modo a 
não afetar a integridadedos equipamentos, cabendo à válvula de segurança e alívio agir quando da 
falha destes mencionados meios. 
 
Na montagem das tubulações, na fase de construção das unidades ou durante manutenções, devem 
ser tomados os devidos cuidados para evitar tensionamento dos dispositivos de alívio de pressão. 
Esforços não previstos no projeto podem levar a mau funcionamento e falhas, como por exemplo 
desalinhamento dos internos da válvula de segurança e alívio e consequente perda de vedação, e 
rompimento prematuro dos discos de ruptura. 
 
8.1 Linha de entrada 
 
A linha de entrada deve ser projetada de modo a garantir um desempenho apropriado de todo o 
sistema de proteção contra excesso de pressão. Uma excessiva perda de carga entre o vaso protegido 
e o dispositivo de alívio de pressão tanto pode afetar a capacidade de alívio do sistema quanto causar 
instabilidade ou até mesmo inoperância de uma válvula de segurança. Deve-se também considerar o 
efeito combinado das tensões decorrentes da operação do dispositivo de alívio de pressão e de cargas 
externamente aplicadas. 
 
Outro aspecto que deve ser levado em conta é a ocorrência de vibração na linha de entrada. A maioria 
das vibrações que ocorre nos sistemas de tubulação de entrada são aleatórias e complexas. Essas 
vibrações podem causar vazamento pelas sedes, abertura prematura, e falhas por fadiga em 
componentes da válvula ou nas tubulações de entrada e saída . Vibração na linha de entrada de um 
disco de ruptura pode reduzir a pressão de rompimento e a vida desse disco. Os efeitos deletérios das 
vibrações devem ser reduzidos minimizando-se a causa das vibrações ou colocando-se suportes 
adicionais. Alternativamente podem ser utilizadas válvulas piloto operadas ou válvulas com anel “O” , 
ou providenciando-se maior diferencial entre a pressão de operação e a pressão de abertura. 
 
Limitações quanto à perda de carga . Uma excessiva perda de carga na entrada vai provocar 
batimento (“chattering”, seqüência de aberturas e fechamentos rápidos ). O batimento implica em 
redução na capacidade e danos nas sedes. A perda de pressão que afeta o desempenho da válvula é 
causada por dissipação turbulenta e atrito na linha de entrada até a válvula, ou devido à aceleração 
de líquido em linhas de entrada muito longas. O exemplo abaixo permite observar o que ocorre: na 
condição normal de operação, a válvula sente a pressão estática do fluido, e não há alteração na 
abertura. No entanto, assim que a válvula abre a perda de carga passa a fazer efeito. No caso de uma 
válvula de segurança com diferencial de alívio (blowdown) de 7%, uma perda de carga de 3% não vai 
causar problema porque o fechamento se dá abaixo da pressão dinâmica que atua na válvula. 
 
Pressão abertura : 100 barg 
Blowdown : 7% 
Válvula fecha quando a pressão na entrada é de 93 barg 
Perda de carga : 3% 
Pressão do sistema no fechamento da válvula : 93 + 3 = 96 barg 
Blowdown real do sistema : 4% 
 
No exemplo a seguir, uma perda de carga de 10% acarreta um problema de batimento para válvulas 
atuadas por mola e também para as do tipo piloto operada de ação instantânea. Quando a válvula abre 
e a pressão se torna dinâmica, a perda de carga vai resultar numa pressão de 90 barg na entrada da 
válvula, e ela fecha. A pressão sobe novamente porque com a válvula fechada volta para a condição 
 
109 
 
estática, resultando em nova abertura, seguida de outro fechamento, e o ciclo vai se repetindo, 
causando batimento e destruição das sedes em poucos minutos, sem despressurizar o sistema. No 
caso das válvulas piloto operadas, um blowdown do sistema negativo resulta em operação instável, a 
não ser que se empregue uma linha sensora remota ou o modelo de válvula piloto de ação modulante. 
 
Pressão abertura : 100 barg 
Blowdown : 7% 
Válvula fecha quando a pressão na entrada é de 93 barg 
Perda de carga : 10% 
Pressão do sistema no fechamento da válvula : 93 + 10 = 103 barg 
Blowdown real do sistema : -3% = ( batimento) 
 
O batimento causa problemas de vibração nas tubulações conectadas à válvula, podendo chegar até 
mesmo a trincas de fadiga e vazamento. Também pode causar martelo em serviços com líquidos. 
 
 
 
Quando uma válvula de alívio de pressão é instalada em uma linha diretamente conectada ao vaso de 
pressão, a perda de carga máxima entre o equipamento e a válvula não pode exceder 3% da pressão 
de abertura. Quando a válvula de alívio de pressão é instalada em uma linha de processo, o limite de 
3% se aplica à perda de carga normalmente encontrada na linha somada à perda de carga causada 
pelo fluxo através da válvula de alívio de pressão. A perda de carga deve ser calculada considerando-
se a máxima capacidade de alívio da válvula de alívio de pressão. 
 
Perdas de pressão podem ser reduzidas reduzindo-se o comprimento das linhas ou aumentando-se 
seu diâmetro. A conexão da tubulação de entrada deve ser arredondada para minimizar turbulência e 
perda de carga. Manter a perda de carga abaixo de 3% torna-se progressivamente mais difícil à 
medida que o tamanho do orifício da válvula de alívio de pressão aumenta. O diâmetro nominal da 
linha de entrada deve ser igual ou maior que o diâmetro da conexão de entrada da válvula de alívio de 
pressão. Para se trabalhar com perdas de carga superiores a 3% é necessário uma análise de 
engenharia quanto ao desempenho da válvula. Quando um disco de ruptura é usado em combinação 
com uma válvula de alívio, o cálculo deve incluir a perda de carga adicional causada pelo disco. 
 
Tubo de alimentação de válvulas piloto operadas. O tubo de alimentação das válvulas piloto pode ser 
instalado na conexão de entrada da válvula principal ou diretamente no equipamento protegido através 
de uma linha independente. O tubo de alimentação independente para válvulas piloto operadas pode 
ser utilizado quando há excessiva perda de carga, ou quando a válvula principal está localizada em 
local distante da linha do piloto devido à limitações de serviço da válvula principal. A alimentação 
independente permite à válvula piloto sentir a real pressão do sistema, à montante da perda de carga, 
eliminando ciclagem nas válvulas de ação “pop” e possibilita que válvulas modulantes alcancem 
 
110 
 
abertura plena na sobrepressão requerida . As linhas de alimentação do piloto devem medir pressão 
estática onde a velocidade é baixa, porque o piloto poderia sentir uma pressão abaixo do real devido a 
efeitos de velocidade. Para pilotos com fluxo, as linhas de alimentação devem ser dimensionadas para 
perda de carga máxima de 3% da pressão de abertura, baseado na taxa máxima de fluxo a 110% da 
pressão de abertura. Para pilotos sem fluxo, uma linha de alimentação com área de fluxo de 45 mm2 
(0,07 in2) é suficiente desde que não haja fluxo através do piloto quando a válvula principal está aberta 
e aliviando.Para garantir integridade mecânica é mais adequado utilizar uma linha de alimentação do 
piloto independente . Outro cuidado que se deve tomar é quanto à fixação adequada da válvula piloto 
na válvula principal para evitar desconexão. 
 
Configuração da linha de entrada . A montagem de válvulas em extremidades de linhas horizontais 
em que normalmente não há fluxo deve ser evitada. A falta de vazão permanente provoca acúmulo de 
resíduos que tendem a restringir ou bloquear a passagem. Nos casos em que tal instalação não possa 
ser contornada, torna-se obrigatória uma programação especial de manutenção, para evitar os danos 
que possam ocorrer por tais deposições. A tubulação de entrada deve ser auto-drenável a partir da 
válvula de alívio de pressão para evitar o acúmulo de líquido ou matéria estranha na tubulação. 
 
Tensões na entrada que são decorrentes da linha de descarga . Se a linha de descarga é projetada 
ou construída de modo inadequado, tensões podem ser transmitidas para o dispositivo de alívio de 
pressão e para a tubulação de entrada. Essas tensões podem provocar vazamento ou mau 
funcionamento da válvulade alívio de pressão ou alterar a pressão de rompimento do disco de ruptura. 
O fabricante deve ser consultado com respeito à tensões e momentos máximos permissíveis. A válvula 
de alívio de pressão é mais robusta que a linha de entrada e tem maior momento de inércia, de modo 
que as tensões e momentos são mais prejudiciais na conexão soldada ao vaso e no próprio casco 
adjacente. Deve-se verificar a necessidade de instalar reforço nessa conexão . As causas dessas 
tensões são: 
 
a) Tensões térmicas. A descarga de uma válvula de alívio de pressão pode provocar aquecimento da 
linha de descarga devido ao fluido em escoamento. Mudanças de temperatura também podem ser 
causadas por exposição prolongada ao sol ou radiação vinda de equipamentos adjacentes. Qualquer 
mudança na temperatura da linha de descarga vai provocar aumento no comprimento da linha que 
pode causar tensões que serão transmitidas à válvula de alívio de pressão e à linha de entrada. A 
válvula de alívio de pressão deve ser isolada dessas tensões de tubulação através de suportação 
adequada, ancoragem ou flexibilidade da linha de descarga. 
 
b) Tensões mecânicas. A linha de descarga deve ser suportada de modo independente e 
cuidadosamente alinhada. Linhas de descarga que são suportadas apenas pelo dispositivo de alívio de 
pressão vão introduzir tensões no dispositivo de alívio e na linha de entrada. O alinhamento forçado da 
linha de descarga vai também introduzir essas tensões. 
 
c) Tensões na entrada originadas de forças de reação na descarga . A descarga de um dispositivo de 
alívio de pressão vai impor uma força de reação como resultado do fluxo do fluido. Esta força será 
transmitida ao dispositivo de alívio de pressão e também à conexão de entrada e chaparia adjacente 
do vaso. A magnitude desta carga e tensões resultantes vai depender da força de reação e da 
configuração do sistema de tubulações. A magnitude da força de reação difere substancialmente se a 
descarga é aberta ou fechada. Quando um cotovelo é instalado no sistema de descarga para 
direcionar o fluido em um tubo de descarga, a localização do cotovelo e de suportes é uma 
consideração importante na análise dos momentos fletores. 
 
A equação abaixo está baseada em uma condição de fluxo crítico estacionário de um fluido 
compressível que descarrega para atmosfera através de um cotovelo e um tubo de descarga vertical. A 
força de reação inclui os efeitos de momento e pressão estática para qualquer gás, vapor de processo 
ou vapor d’água. 
 
F = 
 
 ...
366
..1.
PA
Mk
kT
W


 Unidades anglo americanas 
 
 
111 
 
 
PA
Mk
kT
WF 

 1,0
..1.
129 Unidades métricas 
 
Onde 
F = força de reação no ponto de descarga para atmosfera, em lb ( N ) 
W = fluxo de qualquer fluido não compressível, em lb/h ( kg/s ) 
k = razão entre calores específicos ( Cp / Cv ) 
 k = 1,4 para ar e 1,3 para vapor d’água 
Cp = calor específico a pressão constante 
Cv = calor específico a volume constante 
T = temperatura na entrada, em º R ( º K ) 
M = peso molecular do fluido de processo 
A = área da saída no ponto de descarga, em in2 ( mm2 ) 
P = pressão estática na saída no ponto de descarga, em psi ( barg ) 
 
Dispositivos de alívio de pressão que aliviam sob condições de fluxo crítico estacionário em um sistema 
fechado normalmente não criam forças altas e momentos de flexão no sistema de exaustão. Somente 
nos pontos de expansão súbita haverá alguma força de reação significante para ser calculada. 
Eventualmente será necessária uma avaliação em sistemas de descarga fechados para determinar as 
forças de reação e os momentos associados. 
 
 
 Figura 8.1 Disco de ruptura em série com PSV 
 
Discos de ruptura associados a válvulas de segurança e alívio . O uso de discos de ruptura é proibido 
em caldeiras, mas admitido normalmente em vasos de pressão. A utilização de discos de ruptura em 
combinação com válvulas de segurança e alívio de pressão é regulamentada pelo ASME VIII e pode 
ser interessante quando se deseja evitar danos por corrosão nas válvulas ou eliminar qualquer 
 
112 
 
possibilidade de vazamento através da válvula. Para aplicações projetadas pelo ASME, a capacidade 
conjunta disco / válvula de alívio de pressão deve ser descontada de 10% , a não ser que esta 
combinação particular tenha um fator de capacidade (Kb) devidamente avaliado em teste de 
capacidade. Quando um disco é usado entre uma válvula de alívio de pressão e vaso, devem ser 
instalados um manômetro, válvula de sangria e respiro para permitir detecção de ruptura ou 
vazamento do disco. O usuário deve estar atento ao fato que qualquer incremento de pressão entre o 
disco de ruptura e a válvula de alívio de pressão vai provocar aumento na pressão que vai causar 
rompimento do disco. Somente discos de ruptura que não fragmentam podem ser usados antes de 
uma válvula de alívio de pressão. Discos de ruptura não são disponíveis em todos os tamanhos em 
baixas pressões. Desse modo, para baixas pressões o disco disponível pode ser maior que o tamanho 
nominal da linha de entrada da válvula de alívio de pressão. 
Laterais de processo . Laterais de processo não devem ser conectadas na linha de entrada do 
dispositivo de alívio de pressão. Exceções devem ser analisadas com cuidado para garantir que a 
perda de carga admissível não será excedida sob condições simultâneas de fluxo máximo pelo 
dispositivo de alívio de pressão e fluxo máximo pelo lateral de processo. 
 
 
 
Figura 8.2 Instalação típica de caldeira 
 
 
113 
 
8.2 Tubulação de descarga 
As linhas de descarga devem ser instaladas de modo a providenciar drenagem adequada e 
desempenho satisfatório ao dispositivo de alívio de pressão. Considerações devem ser feitas com 
relação ao tipo de sistema de descarga usado, a contrapressão no dispositivo de alívio de pressão, e a 
relação com o ajuste da pressão de abertura do dispositivo de alívio de pressão no sistema. O diâmetro 
nominal da linha não deve ser inferior ao do bocal de saída da válvula. Auto-resfriamento durante a 
descarga pode provocar esfriamento da saída do dispositivo de alívio de pressão e da linha de 
descarga a um ponto em que poderá ocorrer fratura frágil. Os materiais selecionados devem ser 
compatíveis com as temperaturas esperad 
 
Limitações quanto à contrapressão e dimensionamento da tubulação de descarga 
 
Quando se projeta a tubulação de descarga de uma válvula de alívio de pressão deve-se considerar o 
efeito combinado da contrapressão superimposta e da contrapressão desenvolvida nas características 
operacionais da válvula de alívio de pressão. O sistema de descarga (sistema de “blowdown”) deve ser 
projetado de modo que a contrapressão não exceda um valor aceitável para qualquer válvula de alívio 
de pressão no sistema. Quando discos de ruptura são usados como dispositivos únicos e descarregam 
para um sistema fechado, o efeito da contrapressão superimposta na pressão de rompimento deve ser 
considerado. 
A capacidade medida da válvula de alívio de pressão deve ser usada para dimensionar a linha de 
descarga desde a válvula de alívio de pressão até a tubulação coletora de alívio . Informações 
detalhadas para dimensionamento das tubulações do sistema de descarga para serviço com gás e 
vapores de hidrocarbonetos são descritas no API 521. 
 
Considerações para válvulas piloto operadas. 
 
Contrapressão superimposta que excede a pressão de entrada em uma válvula piloto operada pode 
causar a abertura da válvula principal, permitindo fluxo reverso através da válvula principal. Por 
exemplo, contrafluxo pode ocorrer se várias válvulas de alívio de pressão tem suas descargas 
alinhadas para um mesmo coletor de descarga, e uma ou mais dessas válvulas está descarregando 
enquanto outra é conectada a um sistema com menor pressão de entrada. Deve-se especificar uma 
válvula de retenção para evitar esse contrafluxo .8.2.1 Emissão de ruído 
 
A somatória dos ruídos gerados em uma planta de processo inclui aqueles gerados por bombas, 
compressores e geradores, bem como pela despressurização de gases e líquidos e pelo próprio fluxo 
ao longo das tubulações e através das válvulas. Apesar das válvulas de segurança não se constituírem 
uma fonte primária de ruído, quando descarregam diretamente para atmosfera podem gerar 
considerável poluição sonora, e apesar das ocorrências serem de curta duração o potencial de nível 
sonoro tem que ser avaliado. Válvulas de segurança que descarregam em sistemas fechados podem 
ser protegidas com isolamento acústico. Nas válvulas que descarregam diretamente para atmosfera, se 
a saída da válvula de segurança é separada fisicamente da boca do tubo de descarga, o ruído pode 
cair cerca de 25-35 dB, a partir do nível de ruído de uma turbina a jato. 
 
Na determinação do nível de ruído somente se considera as propriedades físicas do fluido (vazão, 
temperatura, etc.), e as características físicas da válvula ( formato, geometria da saída) não são 
consideradas. O nível de ruído para vapor d’água pode ser estimado pela equação abaixo: 
Lw = 15lg50
1000
'
lg17 





 T
q m
 
 
O nível de ruído dependente da distância pode ser calculado por: 
 
LA = Lw – (10 x lgA) 
 
Onde : 
Lw = nível de capacidade do som (ruído), dB 
qm = vazão mássica , kg/h 
T = temperatura , °K 
 
114 
 
LA = nível de capacidade do som (ruído) a uma distância de “r” metros , dB 
r = raio de uma esfera imaginária, com centro na fonte de ruído , m 
A = superfície de uma esfera imaginária, com raio “r” , m2 
 
Exemplo: Determinar o ruído de uma válvula de segurança ajustada para uma pressão de abertura de 
10 bar descarregando vapor d’água saturado a 184 °C de temperatura. A vazão nas condições de alívio 
é de 20754 kg/h . 
 
Temperatura = 184 °C = 457 °K 
 
Lw = 15457lg50
1000
20754
lg17 





 = 140,4 dB 
 
Nível de ruído a 1 metro de distância 
 
A= 2 π r2 = 6,3 m2 
 
LA = Lw – (10 lgA) = 140,4 – (10 lg 6,3 ) 
 
LA = 132,4 dB a 1 metro de distância 
 
Em muitas situações, p.ex. válvulas de caldeiras de alta capacidade de vazão, é necessária a 
instalação de silenciadores na descarga das válvulas de segurança. A perda de carga nos 
silenciadores deve ser avaliada cuidadosamente para que não sejam desenvolvidos altos valores de 
contrapressão que vão influir no desempenho das válvulas de segurança. 
 
8.3 Tubulações de respiro ( castelo ou piloto ) 
 
Os dois tipos de válvulas convencionais são as de castelo aberto( tipo yoke ) usadas em serviço com 
vapor d’água, e as de castelo fechado, que é ventilado internamente para a descarga da válvula de 
alívio de pressão. O castelo normalmente tem um furo para respiro que é fechado com um tampão. 
 
Válvulas balanceadas com fole são usadas para minimizar os efeitos da contrapressão. Para 
funcionarem adequadamente o castelo e a mola tem que operar na pressão atmosférica. O castelo das 
válvulas com fole precisa sempre estar ventilado para assegurar funcionamento adequado e 
providenciar aviso em caso de falha no fole. O respiro tem que ser projetado de modo a evitar 
obstrução ou entupimento causado por insetos. Quando o fluido é tóxico, inflamável ou corrosivo o 
respiro do castelo deve ser alinhado para local seguro. 
 
Válvulas balanceadas com pistão também são usadas para minimizar os efeitos da contrapressão, de 
modo similar às válvulas com fole, e também funcionam com o castelo na pressão atmosférica. Devido 
ao fluxo através do pistão, o castelo das válvulas balanceadas com pistão sempre precisa ser ventilado 
para atmosfera para um local seguro. Em uma instalação onde a contrapressão superimposta ou 
desenvolvida é alta, o fluxo através do pistão pode ser alto, e precisa ser considerado no projeto de 
ventilação do castelo. 
 
Nas válvulas piloto operadas o piloto tem a exaustão geralmente ventilada para atmosfera sob as 
condições operacionais, porque o volume descarregado é pequeno. Quando a exaustão para 
atmosfera não é permitida, o piloto deve ser ventilado ou para a tubulação de descarga ou para um 
local seguro. Neste caso deve-se evitar a possibilidade de ocorrer contrapressão no piloto, a não ser 
que o piloto seja do tipo balanceado. O tubo de exaustão geralmente tem uma tela de proteção para 
evitar entupimento causado por insetos. 
 
8. 4 Tubulações de drenagem 
 
Válvulas de segurança instaladas em caldeiras possuem drenos no corpo e na linha de descarga . 
Esses drenos precisam ficar abertos e desobstruídos para evitar acúmulo de água de chuva ou 
condensado. Quando há risco de segurança esses drenos devem ser alinhados para locais seguros, 
por exemplo trincheiras no piso das caldeiras. Válvulas que possuem tubos de descarga diretamente 
 
115 
 
para atmosfera precisam ter um furo na posição mais baixa da linha de descarga, para evitar acúmulo 
de água. 
 
Nas válvulas de alívio de pressão que descarregam para sistemas fechados normalmente não se 
instala tubo de drenagem na conexão do corpo. A tubulação de descarga para sistemas fechados deve 
ser auto drenável para o ponto de coleta de líquido, desse modo eliminando a necessidade de 
drenagem. Um tubo de drenagem deve ser utilizado se a linha de descarga não é auto drenável e a 
válvula está localizada em local que pode acumular líquido na saída da válvula. 
 
Como as linhas de drenagem fazem parte de todo um sistema de ventilação, as precauções que são 
usadas para sistema de descarga devem ser aplicadas de modo similar para as linhas de drenagem. A 
instalação de linhas de drenagem não pode afetar adversamente o desempenho da válvula de alívio de 
pressão, e fluidos tóxicos, inflamáveis ou corrosivos precisam ser alinhados para local seguro. 
 
8.5 Instalação de válvulas de bloqueio 
 
Os dispositivos de alívio de pressão não devem ser bloqueados em operação. Nos casos em que seja 
prevista a retirada de um dispositivo de alívio com o equipamento em operação, devem ser 
empregados conjuntos “multi-válvula” ou derivações “Y” semibloqueáveis. Nestes dispositivos apenas 
uma válvula de alívio ou disco de ruptura pode ser bloqueado de cada vez e este bloqueio não pode 
afetar a máxima vazão requerida. O código ASME VIII (Vasos de Pressão) admite excepcionalmente a 
instalação de bloqueios antes ou depois de dispositivos de segurança, desde que estes sejam mantidos 
abertos e travados nesta posição (por exemplo, com cadeados). Para caldeiras, o código de construção 
proíbe a instalação de válvulas de bloqueio antes ou após as válvulas de segurança. 
 
a. Requisitos para válvulas de isolamento ( Bloqueio ) 
 
Se uma válvula de alívio de pressão tem um histórico de serviço de vazamento, entupimento, ou outro 
problema grave que afeta seu desempenho, isolar e instalar reserva da válvula de alívio de pressão é 
uma estratégia de projeto que permite que a válvula de alívio de pressão possa ser inspecionada e 
reparada sem parar o processo. 
 
Adicionalmente às restrições de perda de carga, todas as válvulas de bloqueio instaladas nas 
tubulações do sistema de alívio devem seguir as seguintes recomendações: 
- as válvulas devem ser de passagem plena ; 
- as válvulas devem ser compatíveis com a especificação de serviço da linha ; 
- as válvulas devem ser capazes de serem travadas na posição aberta ; 
- quando são usadas válvulas gaveta, elas devem ser instaladas com a haste na posição horizontal, ou 
caso não seja possível, a haste deve ser orientada no máximo a 45º da horizontal para evitar que a 
gaveta se desprenda e bloqueie o fluxo ; 
- a válvula de bloqueio deve possuir alguma identificação apropriada, como uma plaqueta ou pintura 
com uma cor especial . 
 
Quando um bloqueio é instalado na descarga de uma válvula de alívio de pressão, se deve providenciar 
meios de evitar aumento de pressão entre a válvula de alívio e o bloqueio (com válvula de sangria 
p.ex.). Deve-se considerar também ouso de uma válvula de sangria para permitir a despressurização 
do sistema antes de se iniciar a remoção da válvula de alívio ou alguma outra tarefa de manutenção. 
 
A maior proteção é conseguida quando se instala um dispositivo de alívio de pressão adicional, de 
modo que 100% de capacidade de alívio é proporcionado enquanto qualquer dispositivo de alívio de 
pressão está fora de serviço. Pode-se também armazenar o dispositivo reserva até o momento em que 
será utilizado, para preservar sua integridade. No caso das válvulas de segurança e alívio deve-se 
efetuar o teste de bancada pouco antes da instalação. 
 
 
 
116 
 
 
 Figura 8.3 Válvula de troca 
 
 
Quando válvulas reserva são instaladas, um sistema mecânico de intertravamento deve ser 
providenciado de modo a garantir que a proteção não fique comprometida. Válvulas de três vias são 
aceitáveis desde que atendam as condições de tamanho e perda de carga na entrada. Uma válvula de 
bloqueio pode ser instalada no limite de bateria de uma unidade de processo, para permitir a 
manutenção desta unidade enquanto outras unidades estão descarregando no sistema principal de 
descarte (“blowdown”) da planta. De modo similar, válvulas de bloqueio podem ser usadas para 
equipamentos como compressores, secadores, etc. que são duplicados e necessitam parar para 
manutenção enquanto o sistema reserva permanece em linha . 
Procedimentos de manuseio devem ser estabelecidos de modo a proibir o bloqueio inadvertido. Esses 
procedimentos devem estabelecer que a abertura e bloqueio sejam feitos por pessoa autorizada. Deve-
se manter uma lista atualizada de todas as válvulas de bloqueio, com suas posições e a razão porque 
foram providenciados. Inspeção periódica dos bloqueios deve ser feita para verificar a posição das 
válvulas e a condição do dispositivo de travamento. 
 
b. Uso do dispositivo contra bloqueio inadvertido (DCBI) 
 
A instalação de bloqueios é proibida em caldeiras construídas pelo Código ASME I, mas é permitida 
pelo ASME VIII, de vasos de pressão, inclusive quando existe um único dispositivo de alívio de pressão 
protegendo o equipamento ou sistema. A NR-13 estabelece de modo categórico que todos os bloqueios 
instalados entre o equipamento e sua válvula de alívio de pressão, ou na descarga desta, sejam 
mantidos abertos, considerando que a inabilitação da válvula de alívio de pressão constitui risco grave 
e iminente. A empresa deve apresentar um sistema de segurança que defina formalmente os meios 
para evitar o bloqueio inadvertido de dispositivos de segurança (Dispositivo Contra Bloqueio Inadvertido 
- DCBI), sendo que, na inexistência de tal sistema formalmente definido, deve ser utilizado no mínimo 
um dispositivo físico associado à sinalização de advertência. 
 
http://www.guiatrabalhista.com.br/guia/advertencia_suspensao.htm
 
117 
 
Existem vários tipos de dispositivos contra bloqueio inadvertido, incluindo-se cadeados, lacres 
metálicos, etc. A utilização de plaquetas de aviso é comum nas indústrias de petróleo e petroquímicas 
nacionais, mas considerar que elas são suficientes para garantir que as válvulas de bloqueio não serão 
acionadas é uma prática que deve ser vista com reserva. Quando as válvulas de segurança e alívio são 
redundantes, outros modelos de DCBI podem ser usados, como dispositivos de intertravamento 
mecânico ou válvulas de troca. 
 
 
 
 Figura 8.4 Dispositivo de intertravamento mecânico 
 
 
A atuação do bloqueio do dispositivo de alívio de pressão que é singular, com o sistema em operação, 
obviamente vai deixar o equipamento ou sistema desprotegido em caso de ocorrência de uma 
sobrepressurização. O Código ASME VIII estabelece no Apêndice M (não mandatório), condições para 
a atuação do bloqueio único com os equipamentos operando, deixando claro que devem ser 
referendadas pelos órgãos governamentais reguladores e fiscalizadores competentes. A NR-13 não 
prevê esta situação, de modo que se subentende que esta prática não deve ser utilizada no caso dos 
vasos de pressão. 
 
8.6 Localização e posicionamento 
 
Os dispositivos de alívio de pressão somente proporcionam o desempenho esperado quando 
regularmente inspecionados e mantidos. Para tanto, precisam ser instalados em locais que facilitem o 
acesso, remoção , manutenção e inspeção. Deve-se providenciar espaço adequado ao redor do 
dispositivo de alívio de pressão para facilitar os trabalhos de manutenção. Quando é instalado um 
conjunto de válvulas lado a lado, elas devem ser instaladas na mesma direção para facilitar montagem 
e manutenção. 
 
O dispositivo de alívio de pressão normalmente deve ser instalado próximo ao equipamento protegido 
para que as perdas de carga na entrada fiquem dentro dos limites aceitáveis. A montagem de válvula 
de alívio de pressão diretamente no topo de vasos de pressão é uma instalação comum. Entretanto em 
 
118 
 
instalações onde ocorrem flutuações de pressão (descarga de compressores, válvulas, etc.) , em que 
há possibilidade do pico da pressão se aproximar da pressão de abertura da válvula de alívio de 
pressão ou da pressão de rompimento do disco de ruptura, o dispositivo de alívio de pressão deve ser 
instalado distante da fonte de perturbação e colocado em uma região de pressão mais estável. 
 
Dispositivos de alívio de pressão não devem ser localizados onde há fluxo instável. O ramal de entrada 
onde a linha de entrada se conecta com a linha principal deve ser arredondado, com cantos suaves 
para minimizar turbulência e resistência ao fluxo. 
 
Quando as conexões do ramal para o dispositivo de alívio de pressão são montadas próximo a 
equipamentos que causam turbulência, este ramal deve ser instalado a montante a uma distância 
suficiente para evitar fluxo instável no dispositivo de alívio de pressão. Exemplos de equipamentos que 
causam fluxo instável são estações de redução de pressão, placas de orifício, válvulas de controle ou 
bloqueio, curvas , etc. O dimensionamento do trecho reto de linha deve separar a válvula da zona de 
turbulência, considerando que por este trecho há fluxo normal. As distâncias recomendadas são 
representadas pelo número de diâmetros da própria linha, p.ex.: Válvulas globo, reguladoras, etc. = 25 
diâmetros; duas curvas ou dobras, no mesmo plano = 15 diâmetros; duas curvas ou dobras em planos 
diferentes = 20 diâmetros; uma curva = 10 diâmetros ; descarga de compressor alternativo, após o 
amortecedor de pulsação = 10 diâmetros; placas de orifício = 10 diâmetros. 
 
Posição de montagem . A instalação de válvulas de segurança e alívio de pressão deve ser feita 
sempre na vertical com a haste para cima. A variação máxima admissível na inclinação da válvula é de 
1º . A instalação em outra posição pode afetar de modo adverso a operação da válvula de alívio de 
pressão, causando alteração na pressão de abertura ou redução no grau de estanqueidade. Além 
disso, outra posição pode possibilitar o acúmulo de líquido no castelo, e a solidificação desse líquido 
pode interferir na operação da válvula. A instalação em posição diferente da vertical somente deverá 
ser feita quando expressamente aprovada pelo fabricante da válvula de alívio de pressão. 
 
Alavancas de teste . Quando exigido pelos códigos de construção, a válvula tem alavancas de 
acionamento manual. As alavancas devem ser posicionadas para baixo, e o garfo não pode encostar 
na porca de levantamento da haste, porque isto poderia causar alteração na pressão de abertura ou 
vazamento. O mecanismo de levantamento deve ser checado para garantir que não está forçando a 
haste para cima. Quando é necessário colocar a alavanca em posição diferente da vertical, ou quando 
existem cabos para acionamento à distância, a alavanca deve ser contrabalanceada para que o 
mecanismo de atuação não exerça qualquer força sobre a haste. 
 
Dispositivo de teste em válvulas piloto operadas. Para as válvulas piloto operadas podem ser 
especificados meios de conectar e aplicar pressão nopiloto de modo a verificar que a válvula principal 
está funcionando corretamente. 
 
Traços de aquecimento e isolamento . Produtos altamente viscosos podem solidificar e obstruir as 
válvulas de alívio de pressão. Nestes casos deve-se providenciar o uso de traços de aquecimento e 
isolamento nas linhas de entrada e saída. Deve-se tomar cuidado para que a plaqueta ou conexão do 
respiro não fiquem cobertas pelo isolamento. 
 
8.7 Juntas e Parafusos 
 
Antes da montagem do dispositivo de alívio de pressão deve-se limpar cuidadosamente as superfícies 
dos flanges para evitar que material estranho cause desalinhamento e leve a vazamento. Válvulas 
pesadas devem ser elevadas com meios adequados para não danificar a face dos flanges. Juntas tipo 
anel devem ser manuseadas com cuidado para não danificar as superfícies de vedação. 
 
As juntas devem estar corretamente dimensionadas para os flanges especificados, permitindo 
passagem plena na entrada e saída. As juntas e parafusos devem atender os requisitos de projeto das 
tubulações com respeito aos limites de pressão e temperatura. 
 
Quando um disco de ruptura é usado, o material da junta e as cargas utilizadas no aperto dos 
parafusos podem ser críticos. Deve-se seguir as recomendações do fabricante para assegurar 
desempenho adequado. 
 
 
 
119 
 
8.8 Uso de válvulas múltiplas 
 
A prática normal é utilizar apenas uma válvula protegendo um equipamento. Entretanto, para alguns 
sistemas, apenas uma fração da vazão estimada precisa ser aliviada durante contingências mais 
brandas. Se o volume de fluido que passa pela válvula de alívio de pressão não é suficiente para 
mantê-la aberta, a válvula vai operar ciclicamente, abrindo e fechando, resultando em desempenho 
inadequado e afetando a estanqueidade. 
 
Quando variações na capacidade são freqüentemente encontradas em operação normal, uma 
alternativa é utilizar válvulas múltiplas, de menor tamanho, com pressões de abertura escalonadas. 
Com este arranjo, a válvula de alívio de pressão com a menor pressão de abertura vai cuidar de 
contingências menores, e as válvulas adicionais serão colocadas em operação à medida que se requer 
maior capacidade. 
 
Quando se usa válvulas múltiplas, a tubulação de entrada que é comum às válvulas deve ter uma área 
de fluxo que é pelo menos igual às áreas combinadas das múltiplas válvulas conectadas a ela. 
 
Uma alternativa ao uso de válvulas múltiplas é o uso de válvulas piloto operadas do tipo modulante. 
 
8.9 Manuseio e armazenamento 
 
As válvulas, até o momento de instalação, devem ser conservadas com as conexões e bocais 
tamponados e em ambientes livres de poeira ou contaminação. Invólucros de plástico, hermeticamente 
fechados, atendem esta exigência. Discos de ruptura devem ser armazenados na embalagem original. 
 
É indispensável que se proceda a uma inspeção visual cuidadosa antes da instalação das válvulas. A 
válvula deve estar em perfeitas condições para funcionamento, absolutamente limpa, e com qualquer 
meio de proteção para estocagem e transporte removido. Tampões de transporte instalados no castelo 
de válvulas balanceadas devem ser removidos. 
 
Antes da instalação da válvula, todo o sistema a ser protegido deve ser inspecionado, limpo 
completamente e purgado. Pequenos corpos estranhos como simples carepas ou rebarbas de solda 
podem causar danos permanentes e comprometer o desempenho da válvula. 
 
Deve-se tomar cuidado no transporte e manuseio para evitar choques, que podem resultar em danos 
aos internos e desalinhamento, comprometendo a estanqueidade da válvula de alívio de pressão. 
 
As válvulas devem ser testadas antes da instalação. Discos de ruptura devem ser inspecionados antes 
da instalação. 
 
Os dispositivos de alívio de pressão devem ser removidos ou isolados para execução de teste 
hidrostático ou teste pneumático. Quando está instalada uma válvula de bloqueio na entrada da válvula 
de alívio de pressão, é recomendável conectar uma válvula de sangria para assegurar que não há 
passagem pelo bloqueio, ou manter aberto o flange da entrada da válvula de alívio de pressão. 
 
120 
 
9. INSPEÇÃO 
 
Dispositivos de alívio de pressão são instalados em equipamentos de processo para aliviar pressões 
excessivas em decorrência de falhas operacionais ou acidentes. Um dispositivo de alívio de pressão 
que é adequadamente projetado, construído e instalado, e que é mantido em boas condições 
operacionais, se assegura portanto como uma garantia de segurança das pessoas e instalações 
durante circunstâncias anormais. 
 
A inspeção periódica é condição necessária para se garantir a proteção que os dispositivos de alívio de 
pressão proporcionam. Periodicamente deve-se inspecionar em serviço as instalações verificando se os 
dispositivos de alívio de pressão estão adequadamente instalados, nos locais corretos e sem 
obstruções ou outras anormalidades que possam impedir o funcionamento esperado. 
 
Periodicamente deve-se liberar as válvulas de segurança e alívio para inspeção. A primeira razão para 
esta inspeção é garantir que elas vão funcionar adequadamente e proporcionar a proteção esperada. 
 
A segunda razão é a avaliação da condição física da válvula, para se estar seguro que seu 
comportamento satisfaz os requisitos de uma determinada instalação. Nesta determinação existem 
duas áreas de inspeção: 
- a inspeção na oficina para determinar as condições internas e se o desempenho na bancada está de 
acordo com a especificação de projeto; 
-a inspeção visual no campo, assim que a válvula é removida, para verificar se existem depósitos 
provenientes dos fluidos de processo ou devidos à corrosão que impregnam as partes móveis, ou 
provocam obstruções ou restrições à vazão na entrada ou saída da válvula, e uma inspeção das 
tubulações de entrada e saída, quanto à presença de depósitos internos. 
 
Uma terceira razão é a evolução da frequência de inspeção uma vez que a própria inspeção das 
válvulas de segurança vai fornecendo dados para uma melhor definição dos melhores intervalos entre 
inspeções, até chegar, em função dos registros históricos, em freqüências seguras e econômicas. 
 
9.1 Inspeção Interna 
 
9.1.1 Frequência de Inspeção 
 
Em função de sua grande responsabilidade as válvulas de alívio de pressão devem periodicamente 
passar por inspeções e manutenções preventivas. Deve ser estabelecido um intervalo de tempo entre 
inspeções que varia de válvula para válvula em função do desempenho da válvula naquele serviço 
particular. Nesta definição a segurança é mais importante e deve suplantar as considerações 
econômicas. 
 
A norma regulamentadora NR-13 do Ministério do Trabalho determina que as válvulas de segurança de 
caldeiras categoria B sejam inspecionadas anualmente. Para caldeiras categoria A deve-se verificar a 
pressão de abertura a cada 12 meses e efetuar-se a inspeção da válvula de segurança juntamente com 
a inspeção da caldeira. Para vasos de pressão a NR-13 determina que as válvulas de segurança e 
alívio sejam inspecionadas em prazos iguais ou inferiores ao prazo de inspeção interna do vaso. 
 
A norma API-510 estabelece um intervalo máximo de 5 anos entre inspeções, e excepcionalmente um 
intervalo de 10 anos para válvulas de segurança e alívio que trabalham em condições muito favoráveis 
( fluidos limpos e não corrosivos, processo estável, etc.). 
 
Não existe uma periodicidade padrão, que possa ser aplicada a um conjunto de válvulas. Cada válvula 
tem a sua periodicidade de inspeção ideal, na qual se procura estabelecer o maior prazo possível que 
permita desempenho adequado. A determinação dessa freqüência de inspeção ótima depende 
primordialmente do histórico particular de cada válvula. Válvulas que trabalham em serviço corrosivo 
tem prazos menores que as válvulas que trabalham em condições não agressivas. Válvulas sujeitas a 
vibrações, com pressão de abertura próxima à pressão de operação, que trabalham com fluidos 
viscosos, também necessitam de inspeção maisfreqüente. Na medida em que se vai inspecionando a 
válvula e se tem um registro histórico do seu desempenho vai se definindo com maior precisão a 
melhor periodicidade de inspeção. 
 
121 
 
Válvulas que trabalham em condições similares tem freqüências de inspeção iguais ou muito próximas, 
desse modo pode-se estabelecer a priori a periodicidade de inspeção inicial de uma válvula de 
segurança e alívio com base em outras válvulas. 
 
Em linhas gerais, deve-se adotar a seguinte orientação: 
 
Prazo máximo Condições 
 
1 ano 
Válvulas sujeitas à corrosão agressiva que possa interferir na sua atuação normal, 
sujeitas à incrustação, colagem e entupimento, ou que necessitam freqüentemente 
de manutenção corretiva. 
 
 
3 anos 
Válvulas sujeitas a reduzido desgaste pelo fluido, com pouco risco de entupimento 
ou incrustação, e baixa freqüência de manutenção corretiva. 
 
 
6 anos 
Válvulas que trabalham em condições não corrosivas, que não apresentam risco 
de colagem ou entupimento, e não apresentam ocorrências de danos nas 
inspeções programadas. 
 
 
8 anos 
Válvulas que trabalham em condições altamente favoráveis e que tem um 
desempenho confiável comprovado pelo histórico de inspeção e manutenção. 
 
 
 
Esses prazos são indicativos, cabe a cada responsável definir a periodicidade em função das condições 
operacionais e histórico de cada válvula. Excepcionalmente pode-se adotar como máximo um prazo de 
10 anos, após análise criteriosa das condições operacionais e histórico da válvula de segurança e 
alívio. É importante salientar que os prazos nunca poderão superar o que está estabelecido na NR-13. 
 
 
Os fabricantes eventualmente podem ser úteis na determinação dos intervalos de inspeção e teste, 
principalmente quando as válvulas contem componentes que requerem considerações especiais. Por 
exemplo, pode ser necessário inspecionar ou substituir algum componente não-metálico em válvulas 
piloto operadas em intervalos menores que normalmente requeridos para as partes convencionais. 
 
9.1.1.a Determinação do prazo inicial 
 
Na determinação do prazo de inspeção inicial, isto é, válvulas novas recém instaladas, deve-se seguir 
a seguinte orientação: 
 
- verificar os prazos máximos estabelecidos na NR-13, que não podem ser excedidos ; 
- verificar se as válvulas trabalham em condições semelhantes às de outras válvulas que tenham 
histórico conhecido; adotar prazos iniciais de campanha iguais ou menores aos dessas válvulas; 
- analisar as condições operacionais com o objetivo de determinar potenciais agentes agressivos 
(corrosão, erosão) ou condições operacionais limitantes que implicam em prazo de campanha reduzido 
(pressão de abertura próxima da operacional; vibração; fluidos viscosos); 
- estabelecer inicialmente prazos menores, que poderão ser ampliados à medida que se vai 
conhecendo o desempenho das válvulas; 
- caso as válvulas estejam instaladas numa mesma unidade de produção, procurar programar a 
inspeção de todas ao final da primeira campanha; 
- fazer inspeção externa em serviço ( ver item 9.2) verificando se as válvulas estão corretamente 
instaladas e se há vibração, vazamento ou alguma outra ocorrência anormal , que impliquem em 
redução do prazo de inspeção inicialmente estabelecido. 
 
9.1.1.b Alteração dos prazos de inspeção 
 
À medida que as válvulas são inspecionadas, determina-se com maior precisão a periodicidade de 
inspeção ideal. Na determinação dessa periodicidade deve-se considerar, além das condições físicas 
dos componentes, o resultado dos testes de bancada e possíveis ocorrências operacionais ( abertura 
em operação, vazamentos, etc.). 
 
 
122 
 
Prazo de inspeção Condições 
Reduzir Houve ocorrência em serviço, como vazamento ou abertura ; a válvula 
apresentou más condições físicas na inspeção interna ; a válvula apresentou 
mau desempenho nos testes de bancada ; as condições operacionais foram 
alteradas, implicando em menor confiabilidade. 
Manter Não houve ocorrências em serviço e as condições operacionais não foram 
alteradas ; a válvula apresentou boas condições físicas na inspeção interna e 
bom desempenho nos testes de bancada (recepção, vedação, fole) 
Aumentar O prazo de inspeção da válvula é menor do que o do equipamento protegido; 
a válvula apresentou perfeitas condições físicas e bom desempenho nos 
testes de bancada ; o histórico é favorável. 
 
 
9.1.2 Época de Inspeção 
 
A época de inspeção deve ser escolhida de tal forma a interferir o mínimo com a operação normal. 
 
a) Inspeção de novas instalações. Todas as válvulas devem ser testadas antes de serem instaladas e 
devem ser identificadas. 
 
b) Inspeção durante as paradas planejadas. É a ideal, porque minimiza custos de manutenção e reduz 
o risco de interrupções de processo. 
 
c) Inspeção não-programada. Sempre que uma válvula de alívio de pressão abrir em serviço ela deve 
ser verificada quanto a vazamento e possíveis danos causados por vibração. A remoção da válvula não 
é obrigatória, e somente deve ser feita quando há indícios de danos ou mal funcionamento. Se a 
válvula abre e fica dando passagem , a urgência de inspeção e reparo vai depender da quantidade do 
vazamento em razão das perdas econômicas, ou de possíveis impactos humanos e ambientais. 
 
9.2 Inspeção externa em serviço 
 
A inspeção externa das válvulas de segurança e discos de ruptura, com as unidades em operação, é 
uma prática que aumenta a segurança das instalações. Deve ser feita juntamente com a inspeção 
externa de vasos de pressão, logo em seguida à parada de manutenção de uma unidade de processo, 
ou periodicamente, em prazos previamente programados. A inspeção externa verifica em serviço os 
dispositivos de alívio de pressão para garantir que : 
 
- O dispositivo de alívio foi instalado no local correto . 
- As condições de instalação e acesso são adequadas . 
- Não há sinais de vazamento nas conexões de entrada e saída, e nas juntas . 
- O dispositivo de alívio está identificado. Algumas empresas adicionalmente colocam uma plaqueta de 
calibração com o “tag” do dispositivo, pressão de ajuste , a data da última calibração e o nome da 
empresa responsável pela manutenção . 
- Não existem “gags” , raquetes, bloqueios fechados, ou obstruções nas tubulações que vão impedir o 
funcionamento adequado da válvula . 
- Os lacres não estão rompidos ou deteriorados. 
- Os respiros (“vents”) no castelo das válvulas com fole estão abertos, e as tubulações a ele conectadas 
estão alinhadas para local seguro . 
- Válvulas de bloqueio, a montante ou jusante do dispositivo de alívio de pressão, estão devidamente 
travadas ou lacradas na posição aberta . Os dispositivos contra bloqueio inadvertido estão em bom 
estado. 
- Linhas de descarga e pequenas derivações estão adequadamente suportadas . 
- Drenos no corpo da válvula e na linha de descarga estão abertos . 
- As alavancas estão em condições de atuar e corretamente posicionadas . 
- Discos de ruptura estão posicionados na orientação correta . 
- Os sistemas de alerta instalados entre as válvulas de alívio de pressão e discos de ruptura estão 
atuando corretamente . Os manômetros porventura instalados estão em bom estado. 
 
Periodicamente, quando se executa a inspeção externa programada de vasos de pressão, deve-se 
verificar se o prazo de inspeção da válvula de segurança e alívio não foi excedido . 
 
123 
 
 
Válvulas de alívio de pressão que abrem em serviço podem levar a falhas devido à vibração. A 
inspeção externa pode identificar danos na válvula ou nas tubulações. É importante que os órgãos 
responsáveis pela inspeção e manutenção sejam informados quando alguma válvula atuar em serviço, 
para as devidas avaliações. 
 
9.3 Etapas da Inspeção Interna 
 
9.3.1 Inspeção inicial das válvulas e remoção para a oficina. 
 
a) Eventualmente obstruções oudepósitos de corrosão podem cair durante o transporte para oficina. 
Logo que a válvula é removida deve-se fazer uma inspeção visual das conexões quanto a depósitos. 
Esta informação deve ser registrada nos relatórios para posterior análise no sentido de se evitar 
recorrência . Válvulas que contem substâncias perigosas , como ácido fluorídrico ou materiais 
pirofóricos devem ser manuseadas com precauções especiais para evitar acidentes . 
b) Discos de ruptura instalados para proteção das válvulas de alívio de pressão somente podem ser 
inspecionados quando se remove a válvula. Neste caso, a inspeção do disco deve fazer parte da rotina 
de inspeção da válvula. Os discos devem ser cuidadosamente removidos e transportados para evitar 
que se danifiquem. 
 
c) Verificar as tubulações de entrada e saída quanto à corrosão ou presença de depósitos que possam 
interferir no funcionamento da válvula. 
 
c) Tomar precauções no manuseio ao retirar a válvula e transportá-la. As faces dos flanges devem ser 
protegidas, e as válvulas transportadas cuidadosamente e sempre na posição vertical. 
 
9.3.2 Inspeção das válvulas na oficina 
 
a) Quando a válvula chega na oficina deve-se verificar se existem depósitos que vão impedir seu 
funcionamento correto. A limpeza adequada da válvula é condição necessária para se efetuar o teste 
de recepção. Válvulas que se apresentam em boas condições devem ser limpas com jato de ar 
comprimido. 
 
b) Deve-se verificar em primeiro lugar se os lacres não estão rompidos. Em seguida confronta-se os 
dados da plaqueta com os valores estabelecidos nas folhas de dados e nos documentos utilizados 
para calibrar as válvulas (tabelas com os valores de pressão de ajuste). Qualquer discrepância tem 
que ser investigada para se determinar qual o valor correto. Caso o valor da pressão de ajuste ou 
algum outro tenha sido modificado é necessário atualizar os dados da plaqueta. 
 
 c) Antes de se desmontar deve ser feito o teste inicial da válvula de segurança e alívio “como 
recebida”, para determinar se o funcionamento da válvula é adequado. É o chamado “Teste de 
Recepção”. Verifica-se o valor da pressão de abertura, a estanqueidade e a integridade do fole. Este 
teste é muito importante e deve ser sempre executado porque mostra se a válvula está funcionando 
corretamente. ( Ver item 10.3 ). 
 
d) Após o teste de recepção é recomendável fazer-se a desmontagem da válvula para inspeção e 
manutenção, para haver garantia que não há qualquer tipo de dano nos internos, e também para 
proporcionar à válvula uma manutenção adequada, com lubrificação das roscas e superfícies de 
acoplamento, troca de juntas, etc. A dispensa da desmontagem somente é aceitável para válvulas 
que se apresentam limpas e sem indícios de corrosão, com comportamento adequado no teste de 
recepção, com bom histórico de desempenho, que trabalham com fluidos limpos e não-corrosivos e 
que tenham prazo de inspeção de três anos ou menos. Neste caso repete-se o teste de pressão por 
mais 3 vezes e libera-se a válvula para instalação. 
 
e) Se a válvula apresenta-se severamente corroída ou com obstruções no bocal ou na descarga, que 
sejam muito difíceis de remover, deve-se dispensar o teste de recepção e desmontar a válvula para 
manutenção. É importante observar que a presença de sujeira ou depósitos de corrosão não devem 
servir de pretexto para se dispensar o teste de recepção; o teste pode ser executado após uma limpeza 
adequada da válvula. 
 
 
124 
 
f) Quando a válvula comporta-se mal no teste de recepção, deve-se proceder à desmontagem para 
manutenção. 
 
g) Após ser desmontada deve ser feita a inspeção visual cuidadosa de todas as partes, verificando : 
Flanges – estado das faces, alinhamento . 
Corpo, castelo e capuz – alvéolos internos; marcas de corrosão; estado das roscas e da pintura externa 
e interna ( se houver ). 
Bocal, disco e anéis de regulagem – arranhões e avarias nas superfícies de assentamento, 
amassamentos, trincas, dimensões. 
Superfícies de guia (retentor do disco, guia,etc.) – estado das superfícies e desgaste; liberdade de 
movimento axial ; folgas. 
Parafusos internos- corrosão e desgaste nas roscas . 
Mola - perda de espessura; presença de alvéolos, pites ou trincas; condição do revestimento; observar 
irregularidades geométricas apreciáveis no passo, no diâmetro das espiras, na conformação das 
cabeças; verificar paralelismo e perpendicularismo. 
Suportes da mola – corrosão, deformação e desgaste no acoplamento com haste ou parafuso de 
regulagem. 
Fole – verificação de deformações, furos e trincas. 
Haste- corrosão, desgaste e empenamento. 
 
h) Exames adicionais . Em algumas situações é necessária a execução de exames adicionais para se 
avaliar a condição de algum componente. Ensaios não destrutivos como líquido penetrante ou 
partículas magnéticas devem ser utilizados quando há suspeita de poros ou trincas. Os componentes 
mais susceptíveis são os bocais, discos e molas; quando a contrapressão é corrosiva, pode haver 
corrosão sob tensão no corpo. Os foles são bastante susceptíveis a trincas e poros e periodicamente 
devem ser objeto de uma verificação cuidadosa. A verificação da mola através do teste de carga sólida 
deve ser feita apenas quando há fortes suspeitas sobre o seu desempenho. 
 
i) Após a conclusão de todas etapas de inspeção e manutenção, devem ser feitos todos os registros 
necessários para se manter o histórico de desempenho da válvula. Estes registros são importantes 
para o uso futuro da válvula porque servirão de guia para se definir os prazos de inspeção, e para a 
eventual reposição de componentes ou mesmo substituição da válvula. O arquivamento dos relatórios 
de inspeção e manutenção e dos registros de testes pode ser requerido por regulamentos legais ou por 
sistemas de garantia de qualidade. 
 
9.3.3 Inspeção das válvulas nos equipamentos 
 
a) Nas unidades de processo. É claro que a melhor inspeção é a feita na oficina nos intervalos 
programados. Entretanto, quando as válvulas operam com fluidos limpos a baixas pressões e 
temperaturas, a inspeção no equipamento é uma prática adequada e segura. Onde existe válvula de 
bloqueio que mantenha vedação (verificada por um respiro entre as duas válvulas) o castelo da 
válvula de segurança e alívio pode ser removido para possibilitar inspeção e reparos. Quando for 
necessária manutenção de maior vulto a válvula deverá ser removida para oficina. O teste da válvula de 
segurança e alívio para a pressão de abertura e para verificação de estanqueidade pode ser feito 
através do respiro utilizando-se gás inerte como fluido de teste. Esse procedimento de teste é inferior 
ao de oficina mas pode ser aplicado em alguns casos. 
 
b) Nas caldeiras. A inspeção das válvulas no caso de caldeiras deve seguir as recomendações dos 
fabricantes e as normas específicas. A inspeção e a manutenção podem ser feitas removendo-se o 
castelo e os internos da válvula. Em válvulas que são soldadas diretamente na conexão da caldeira 
este procedimento é obrigatório. Após a manutenção deve-se proceder à calibração e testes 
aumentando-se a pressão do vapor até a abertura da válvula. Deve-se verificar também o diferencial de 
alívio. Manômetros de precisão são fundamentais para se conseguir bons resultados. 
 
A Norma Regulamentadora NR-13 estabelece que anualmente deve ser verificada a pressão de 
abertura das válvulas de segurança. Nas caldeiras que operam com pressão abaixo de 20 Kgf/cm2 , 
mensalmente deve ser verificado o funcionamento da válvula de segurança através do acionamento da 
alavanca de teste. 
 
Uma válvula de segurança e alívio de pressão pode testada em operação através de dispositivos 
especiais que elevam a haste por meios hidráulicos. Estes métodos são considerados válidos pela 
 
125 
 
NR-13 para verificação e ajuste da pressão de abertura de válvulas de segurança . Para maiores 
detalhes veja o item 10.16 . 
 
9.3.4 Inspeção de Válvulas Piloto Operadas 
 
Inspeção,teste, manutenção e ajuste das válvulas piloto operadas deve ser dividido em duas fases: o 
piloto e a válvula principal. Muitas válvulas tem conexões de teste no piloto que permitem verificar a 
pressão de abertura com o vaso operando, desde que exista uma válvula de retenção na linha de 
conexão da válvula piloto. 
 
Devido a possíveis entupimentos na válvula piloto ou danos nos anéis de vedação as válvulas piloto 
operadas geralmente são inspecionadas em prazos menores que as válvulas convencionais. Como 
existem muitos tipos diferentes de válvulas piloto operadas deve-se consultar as recomendações dos 
fabricantes quanto a inspeção e reparos. 
 
9.4 Relatórios de Inspeção 
 
Os relatórios de inspeção interna das válvulas de segurança e alívio são documentos oficiais, 
legalmente exigidos, que atestam que a inspeção foi executada. Os relatórios são individuais para cada 
válvula. Podem ser arquivados em pastas individuais, por unidades operacionais, ou mesmo junto com 
o equipamento que estão protegendo. O aspecto principal é que toda inspeção deve ser registrada 
individualmente, e que o relatório fique arquivado de modo a ser rapidamente localizado. A inspeção 
externa das válvulas de segurança não precisa ser registrada. 
 
No relatório de inspeção são registradas as informações referentes às condições físicas das válvulas; 
reparos, substituições e outras informações importantes de manutenção; resultados do teste de 
recepção e da calibração final. 
 
Condições físicas. Devem ser registradas as condições físicas de todos os componentes. Quando 
ocorrerem danos, deve ser buscada a causa básica, e se possível meios de eliminar a recorrência ou 
atenuar seus efeitos. A eventual execução de ensaios não destrutivos deve ser registrada, bem como 
os resultados obtidos. Obstruções, ou até mesmo corrosão ou outro tipo de dano, nas linhas de entrada 
ou descarga devem ser registrados no relatório de inspeção da válvula, porque afetam seu 
desempenho em serviço. 
 
Manutenção. Reparos e substituições devem ser registrados. Caso seja executado teste hidrostático 
em algum componente, informar resultado e condições do teste. 
 
Teste de recepção. A execução do teste de recepção é uma etapa importante para a adequada 
avaliação do comportamento da válvula de segurança, e somente pode cancelado quando a válvula 
está totalmente obstruída ou deteriorada. Deve ser registrado o valor da pressão de ajuste, e se a 
válvula manteve vedação. 
 
Calibração final. Deve ser registrado o valor final da pressão de ajuste, bem como o resultado do teste 
de vedação. No relatório devem ser anotados os manômetros usados na calibração. 
 
Conclusão. O relatório deve estabelecer claramente que a válvula de segurança e alívio está apta a 
operar por mais uma campanha. 
 
Assinaturas. A assinatura do engenheiro responsável é obrigatória. No caso das válvulas de segurança 
e alívio que protegem vasos de pressão e caldeiras, o engenheiro responsável deve atender ao que 
está previsto na NR-13. É recomendável que o técnico de inspeção que acompanhou os trabalhos 
também assine o relatório. 
 
 
 
 
 
 
126 
 
10. MANUTENÇÃO 
 
Válvulas de segurança e alívio corretamente projetadas, construídas e instaladas somente vão manter 
as boas condições operacionais se periodicamente forem submetidas a manutenção adequada. O bom 
desempenho de uma válvula de segurança e alívio depende primordialmente dos métodos empregados 
em sua manutenção. As recomendações dos fabricantes somadas à experiência particular com as boas 
práticas de manutenção se constituem na orientação básica a ser seguida. 
 
10.1 Transporte 
 
Depois que uma válvula é retirada ela deve ser removida para inspeção e manutenção. Antes de 
movimentar a válvula, as faces dos flanges da válvula e da tubulação devem ser protegidas com 
tampões de plástico ou discos de compensado para evitar danos nas faces das juntas. As válvulas 
devem sempre ser transportadas na posição vertical e sempre que possível acondicionadas em caixas 
apropriadas. Em hipótese alguma se deve utilizar a alavanca para transportar a válvula. Válvulas 
grandes e pesadas devem ser movimentadas através de equipamentos de movimentação de carga 
para evitar quedas e pancadas. Após a chegada na oficina, as válvulas devem ser manuseadas e 
armazenadas com cuidado. 
 
Precaução : Considerando que o manuseio descuidado pode alterar o ajuste da pressão de 
abertura de uma válvula de segurança e alívio ou deformar suas partes de modo que ela não consegue 
operar satisfatoriamente, deve-se tomar muito cuidado durante o seu transporte . Válvulas de 
segurança e alívio de pressão devem ser tratadas como instrumentos sensíveis porque seu perfeito 
funcionamento é fundamental para uma operação segura da unidade industrial. 
 
10.2 Limpeza inicial 
 
A limpeza prévia é necessária para se testar a válvula. Utilizam-se solventes adequados ou água nesta 
tarefa. Para evitar um “flash” durante a desmontagem, as válvulas que trabalham com fluidos 
inflamáveis, como hidrocarbonetos leves, devem ser previamente lavadas com soluções de 
apropriadas. Válvulas em boas condições devem ser limpas com jato de ar comprimido. 
 
10.3 Teste de recepção 
 
Após a limpeza inicial a válvula é instalada na bancada de teste para comprovação das suas 
características operacionais: pressão de abertura, vedação e funcionamento correto. Verifica-se 
também nesta etapa a integridade das juntas e do fole, quando existente. Os testes devem ser feitos 
preferencialmente com ar comprimido ou gás inerte. Pode-se utilizar água alternativamente para 
verificar a abertura e a vedação, mas os resultados são menos precisos. 
 
10.3.1 Válvulas de segurança ou válvulas de segurança e alívio operando com gases 
 
Utilizar ar comprimido ou nitrogênio. 
 
10.3.1.1 Verificação da abertura 
 
a) Montar a válvula no dispositivo de teste para verificar a pressão de ajuste. Elevar a pressão 
lentamente até a abertura da válvula. Anotar a pressão em que a válvula abre. 
b) Se a válvula vaza sem abrir ou antes de abrir, anotar a pressão na qual isto acontece. 
c) No caso da válvula não abrir até 1,2 vezes a pressão de ajuste, deve-se cessar o teste. 
d) Caso a válvula abra acima ou abaixo da pressão de ajuste, refazer o teste para confirmação. 
 
Obs.: Para verificação da abertura não é necessário alterar a posição do(s) anel(is) de regulagem. 
Nesta condição, como o volume do reservatório de teste é pequeno, eventualmente a válvula não vai 
apresentar disparo ( ação “pop”). Para se garantir ação de disparo é necessário atuar no(s) anel(is) de 
regulagem , ajustando na posição adequada. Esta condição permite uma ação de disparo bastante 
definida , e é utilizada por alguns técnicos, que a consideram mais precisa na determinação da pressão 
de ajuste. Quaisquer dos dois procedimentos são válidos e proporcionam resultados semelhantes, com 
exceção das válvulas que tem câmara de compensação térmica no disco, que poderia se danificar em 
caso de disparo . Em alguns casos, como válvulas grandes, pode ser interessante colocar-se um 
 
127 
 
limitador de curso na haste, para evitar que em seguida ao disparo o disco assente com força sobre o 
bocal. 
 
10.3.1.2 Verificação da estanqueidade das sedes (vedação) 
 
a) Após o disparo da válvula abaixa-se a pressão a 90 % do valor da pressão de abertura. 
b) Todas as saídas da válvula são vedadas para evitar saída de ar. 
c) Forma-se uma película de sabão ( 1 parte sabão líquido ou detergente; 1 parte glicerina ; 4,5 partes 
água em volume ) na conexão de saída da válvula de segurança e alívio e verifica-se se há algum 
abaulamento da bolha para o lado externo. O permissível para este teste é não estourar a bolha em 1 
minuto. 
Obs.: O método da película de sabão (bolha) é rápido e prático, porém menos preciso para 
quantificação do vazamento. Caso seja necessário quantificar com precisão o grau de estanqueidade, 
deve-se utilizar o acessório para teste (bolhômetro) e seguiro procedimento descrito no item 9.11 
(verificação da vedação). Para válvulas com castelo aberto pode-se encher a conexão de saída com 
água até a cobrir as sedes de vedação e verificar a quantidade de bolhas que vazam por minuto. O 
levantamento ao máximo possível do anel superior e abaixamento do anel inferior ajudam a evitar que 
ocorra “pop” acidentalmente. A verificação das bolhas deve ser feita com espelho, e o observador deve 
se posicionar de modo a não ser atingido caso a válvula abra inesperadamente. 
 
10.3.1.3 Verificação do fole 
 
 a) Pressurizar pela conexão de saída com o valor da contrapressão ou 2,1 Kgf/cm2 (30 psig), o que for 
maior. 
 
b) Verifica-se com uma solução de água e sabão a junta do parafuso trava, a junta entre o castelo e o 
corpo da válvula , e o plugue de drenagem. 
 
c) Não sendo detectado nenhum vazamento nos locais acima citados , verificar a integridade do fole 
com a solução de sabão no furo rosqueado ( respiro ) do castelo. Confirmar com espuma de sabão que 
não há vazamento na junta do capuz e junto ao eixo da alavanca de acionamento manual, se houver. 
 
Alternativamente pode-se testar o fole pressurizando através do furo rosqueado (respiro) existente no 
castelo. Utiliza-se pressão máxima de 20 psig. 
 
Verifica-se com uma solução de água e sabão a junta do capuz, a junta entre o castelo e o corpo da 
válvula , a conexão de fixação da mangueira ao castelo e junto ao eixo da alavanca de acionamento 
manual, se houver. Não sendo detectado nenhum vazamento nos locais citados acima, verifica-se a 
integridade do fole com a solução de sabão na conexão de saída, no plugue de drenagem e parafuso 
trava. 
 
Este teste é menos efetivo que o anterior e deve ser feito com cuidado para não danificar o fole caso se 
utilize pressão excessiva. 
 
Obs.: Além dos dados de pressão de abertura e resultado do teste de vedação, deve-se 
registrar em relatório todas as irregularidades observadas durante as etapas do teste. 
 
10.3.2 Válvulas de alívio ou válvulas de segurança e alívio operando com líquidos 
 
Deve-se testar preferencialmente com ar comprimido ou gás inerte, seguindo as etapas acima descritas 
em 10.3.1 . Alternativamente o teste pode ser feito com água, seguindo-se as etapas abaixo. 
 
10.3.2.1 Verificação da abertura 
 
a) Monta-se a válvula no dispositivo de teste para verificar a pressão de ajuste. Anotar a pressão em 
que a válvula abre. 
b) Se a válvula vaza sem abrir ou antes de abrir, anotar a pressão na qual isto acontece. 
c) No caso da válvula não abrir a 1,5 vezes a pressão de ajuste, deve-se cessar o teste. 
d) Caso a válvula abra acima da pressão de ajuste, refazer o teste para confirmação. 
 
10.3.2.2 Verificação da estanqueidade das sedes (vedação ) 
 
128 
 
 
Verifica-se a estanqueidade adotando-se o seguinte procedimento: Após a abertura ajusta-se a pressão 
a 90% da pressão de abertura. Caso necessário a descarga da válvula e as sedes devem ser secas 
com pano ou ar comprimido. Em seguida observa-se as sedes durante 3 minutos. Sinais de vazamento 
indicam que a válvula não está vedando. 
 
10.4 Desmontagem 
 
A desmontagem das válvulas de segurança e alívio de pressão deve ser efetuada em oficinas 
adequadamente aparelhadas. Devem ser seguidas as recomendações contidas no manual do 
fabricante da válvula. De modo geral, a desmontagem das válvulas de segurança e de segurança e 
alívio deve seguir as seguintes etapas: 
 
1. Remova o capuz, ou o conjunto da alavanca, deixando à mostra o parafuso de ajuste. 
2. Nas válvulas com alavanca, retire a respectiva porca da haste. 
3. Meça e registre a distância entre a extremidade da haste e a porca de travamento. Esta informação 
será útil na etapa de calibração da válvula. 
4. Afrouxe a porca de travamento. Desaperte o parafuso de ajuste para aliviar toda a carga da mola. 
5. Remova os parafusos-trava dos anéis de ajuste. 
6. Verifique a posição dos anéis de fechamento, girando até encostar no disco. Registre essas 
posições, em número de dentes, para posterior uso na etapa de calibração . 
7. Retire o castelo soltando as porcas ou prisioneiros de fixação que apertam o castelo ao corpo da 
válvula. 
8. Retire a mola e seus suportes. Identifique os suportes para possibilitar montagem correta (suporte 
superior na parte superior da mola e vice-versa) 
9. Retire a haste e o conjunto do disco de sua guia. Este conjunto deverá ser protegido para evitar 
danos acidentais às sedes. 
10. Retire a guia e o anel superior. 
11. Remova o anel inferior. Remova com chave especial o bocal para recondicionamento. 
12. Desmonte o conjunto do disco, removendo haste, suporte do disco e disco . 
 
10.5 Limpeza e Verificação dos Componentes 
 
Após a desmontagem os componentes de cada válvula devem ser mantidos separados em caixas com 
a identificação da válvula para evitar misturar com outras válvulas. Em seguida eles devem ser 
totalmente limpos. As partes que geralmente requerem mais limpeza são bocais, sedes e molas. 
Depósitos aderentes devem ser removidos com solvente ou escova. As partes externas, como corpo, 
castelo, capuz, etc. também devem receber limpeza completa. Quando há incrustação aderente, pode-
se utilizar jato de areia, tomando-se cuidado para proteger as roscas e a placa de identificação. Após a 
limpeza inicial os internos, como guias, disco, suporte do disco, bocal, haste, devem ser completamente 
lixados com lixa fina, e os resíduos retirados com trapo liso e macio (não se deve usar estopa). 
 
Após a limpeza os componentes devem ser cuidadosamente inspecionados quanto a desgaste e 
corrosão ( ver item 8.3.2 ). A verificação das dimensões deve ser feita cuidadosamente com 
equipamentos adequados e comparada com os valores apropriados de projeto. 
 
As superfícies das sedes do disco e bocal devem ser verificadas quanto a arranhões e asperezas , e 
também quanto à planicidade, que pode resultar em vazamento. Deve-se verificar se as dimensões das 
sedes não estão abaixo das tolerâncias de fabricação em decorrência de usinagens prévias. 
 
As molas devem ser verificadas quanto a trincas e deformações. Em caso de suspeita de trincas devido 
à fadiga ou corrosão sob tensão deve-se examinar com líquido penetrante ou técnica equivalente. As 
molas devem ser roladas sobre uma base plana para verificar o paralelismo; não se admite 
embarrigamento. A perpendicularidade deve ser verificada com goniômetro e esquadro; a tolerância 
máxima é de 2º. Quando há dúvida sobre a força e a resposta da mola deve-se fazer uma verificação 
através do teste de carga sólida, utilizando equipamento adequado, que permita a visualização das 
espiras e garanta proteção contra qualquer rompimento da mola. O teste de carga sólida deve ser 
executado da seguinte forma: 
a) medir o comprimento da mola distendida ; 
b) comprimir a mola até que as espiras quase encostem entre si ( deve haver um espaçamento 
mínimo entre espiras ) ; 
 
129 
 
c) repetir a compressão por mais duas vezes ; 
d) medir novamente a mola distendida ; 
e) rejeitar a mola se a deformação for maior que 0,5% do comprimento original. 
 
A haste deve ser verificada quanto ao alinhamento e estado das superfícies. A excentricidade deve ser 
verificada com relógio comparador, girando-se e medindo-se na extremidade próxima ao suporte do 
disco e na extremidade onde se situa o parafuso de regulagem. A tolerância máxima recomendada é de 
0,127 mm. 
Deve-se verificar se as guias e o suporte do disco estão com folgas adequadas e se há ocorrência de 
arranhões ou rugosidade excessiva nas superfícies. 
O disco e o bocal devem ser verificados quanto a deformação e dimensões. Quando há suspeita de 
trincas por corrosão sob tensão devem ser examinados com líquido penetrante. 
 
Deve-se verificar se os foles apresentam deformações e especialmente furos ou trincas . A verificação 
periódica cuidadosa dos foles é obrigatória; a utilização de LP é uma técnica que em geral apresenta 
bons resultados. 
 
10.6 Recondicionamentoe Substituição de Componentes 
 
As partes que estão gastas ou danificadas devem ser recondicionadas ou substituídas. Molas e foles 
danificados precisam ser trocados. O corpo, castelo e flanges podem ser reparados utilizando-se 
métodos adequados a equipamentos sujeitos a pressão, de material similar. Quando há evidência de 
dano no disco e bocal as sedes devem ser lapidadas ou usinadas. 
 
Os componentes que tem superfícies esféricas em contato, como por exemplo haste e retentor, suporte 
da mola e parafuso de regulagem, precisam ser lapidados em conjunto para garantir perfeito 
acoplamento. 
 
A lubrificação interna das superfícies de acoplamento e roscas é muito importante para garantir o 
desempenho esperado. Deve-se utilizar lubrificantes apropriados, seguindo-se as recomendações dos 
fabricantes. Válvulas que trabalham em alta temperatura exigem maiores cuidados e uso de 
lubrificantes à base de molibdênio ou níquel. 
 
10.7 Sobressalentes 
 
Um suprimento adequado de peças sobressalentes deve estar facilmente disponível para se poder 
reparar as válvulas que estão em serviço. A relação de sobressalentes deve ser feita considerando-se a 
experiência prévia e as recomendações dos fabricantes. Os sobressalentes devem ser corretamente 
identificados e protegidos adequadamente para evitar danificação. Devido à importância das válvulas 
de segurança é importante ressaltar que não se deve fazer improvisações que possam comprometer as 
condições originais das válvulas . Uma lista típica de sobressalentes deve incluir o seguinte: molas; 
juntas; discos; bocais; foles; anéis “O” ; parafusos. 
 
10.8 Lapidação 
 
As superfícies de assentamento precisam estar perfeitamente planas e lisas para evitar vazamentos. A 
operação de lapidação é rotineiramente executada após a desmontagem da válvula. 
 
Os fabricantes recomendam o uso de blocos lapidadores e abrasivos especiais. Os blocos lapidadores 
são confeccionados em ferro fundido, e individuais para cada tamanho de orifício. Após o uso os blocos 
devem ser recondicionados no recondicionador de blocos lapidadores. Recomenda-se a utilização da 
mesma granulação de abrasivo em determinado bloco ou recondicionador. Para se obter resultados 
satisfatórios é preciso que se disponha de um jogo de blocos e recondicionadores para cada 
granulação que se pretenda usar. Quando se passa de uma etapa de polimento para outra se deve 
limpar cuidadosamente a sede e os blocos lapidadores. A lapidação também pode ser feita em 
superfícies planas como placas de ferro fundido ou de vidro. Pode-se também lapidar utilizando o 
abrasivo sobre uma folha de papel sulfite que é apoiada em uma superfície perfeitamente plana. 
Quando se deseja um acabamento especial é recomendável a utilização de abrasivos à base de 
diamante. 
 
 
130 
 
O trabalho de lapidação tem um cunho pessoal e varia muito de um indivíduo para outro, ainda que os 
resultados finais acabem sendo satisfatórios. As recomendações a seguir são no entanto de caráter 
geral e devem ser seguidas: 
1. Jamais tente lapidar o disco contra o bocal. Cada um deles deve ser lapidado individualmente com 
os blocos lapidadores ou usando placas adequadas. 
2. Examine constantemente o bloco lapidador contra o recondicionador, para se assegurar que ambas 
as superfícies estão constantemente planas. Quando se utilizam placas para lapidação deve-se 
assegurar que estão perfeitamente planas. 
3. A granulação inicial para lapidação dependerá do estado em que se encontra a sede. Para trocar de 
abrasivo, limpe completamente o bocal ou disco e troque o jogo de blocos lapidadores para o 
correspondente grau a empregar. Reduza a granulação para a imediatamente inferior até chegar ao 
acabamento fino. 
4. Movimente o bloco contra o bocal. Jamais pratique uma rotação contínua, mas faça uso de um 
movimento oscilatório. Quando se lapida sobre placas de lapidação os melhores resultados são obtidos 
com movimentos em forma de oito . 
5. Quando todas as marcas tenham desaparecido limpe cuidadosamente o bocal e aplique o abrasivo 
de polimento com o jogo de blocos apropriado. 
6. É preciso todo o cuidado e atenção para se assegurar que as superfícies de assentamento sejam 
mantidas perfeitamente planas. 
7. A planicidade pode ser verificada através do fenômeno físico da interferência de luz. A superfície a 
ser examinada é iluminada com a luz amarela monocromática do Hélio, e examinada com uma lente 
especial. Na superfície iluminada surgem raias (bandas de luz). Uma banda de luz mede 0,2933 
microns . Bandas de luz paralelas indicam alta planicidade, enquanto que bandas curvas mostram que 
a planicidade é ruim. O critério habitualmente adotado é de considerar que a planicidade está adequada 
quando uma linha reta imaginária traçada pela superfície cruza no máximo duas bandas de luz. 
 
10.9 Montagem 
 
Depois que a válvula foi limpa e inspecionada e feitos todos os reparos e substituições necessários, a 
montagem deverá ser feita de acordo com as recomendações dos fabricantes. De modo geral devem 
ser seguidas as seguintes etapas: 
1. Rosqueie o bocal no corpo. Enrosque o anel de regulagem inferior no bocal, mantendo-o abaixo da 
superfície superior da sede do bocal. A regulagem do anel será feita após o teste final 
2.Coloque a guia, anel da guia, disco e haste no corpo da válvula. Coloque o anel de regulagem 
superior acima da sede do disco. A regulagem do anel será feita após o teste final. 
3. Cuidadosamente abaixe o castelo e a mola para o lugar, tomando cuidado para não danificar as 
sedes ou a haste. Então centralize o castelo e aperte-o para baixo de maneira plana para impedir 
distensões desnecessárias ou um possível desalinhamento das peças. 
4. Aperte os parafusos do corpo com o castelo. 
5.Antes de aplicar qualquer carga à mola, rode-a rapidamente para certificar-se de que a haste está 
livre. 
6. Aperte o parafuso de ajuste até a posição medida anteriormente antes da desmontagem da válvula. 
7. Leve a válvula para bancada de teste para calibração e teste final. 
 
10.10 Calibração 
Após o recondicionamento é preciso regular a pressão de ajuste e verificar a vedação na pressão de 
serviço. O ajuste de uma válvula de alívio de pressão no local onde está instalada, utilizando o próprio 
fluido que vai atuar nela durante a operação normal, é uma prática difícil de ser executada e raramente 
feita. A regulagem da pressão de ajuste é portanto normalmente feita em bancadas de teste. Os testes 
devem ser feitos preferencialmente com ar ou nitrogênio, tanto para as válvulas que trabalham com 
gases ou vapor d’água, quanto para as válvulas que trabalham com líquidos. Em alguns casos é 
utilizada água como meio de teste das válvulas de alívio, devido a dificuldades de utilização de ar 
comprimido. Alguns fabricantes dispõe de caldeiras para testar as válvulas de segurança com vapor 
d’água. 
 
131 
 
 
Figura 10.1 Bancada de teste 
 
Para se conseguir resultados precisos é necessário que a bancada de teste esteja em perfeitas 
condições e que os fluidos de ensaio estejam limpos e livres de qualquer partícula sólida. 
Periodicamente é necessário efetuar-se limpeza interna dos cilindros das bancadas de teste. As 
válvulas de bloqueio devem proporcionar estanqueidade e não apresentar vazamentos pelas gaxetas. 
Em cada teste devem ser utilizados dois manômetros; a pressão de teste deve situar-se entre 1/3 e 2/3 
da escala dos manômetros; as divisões de escala devem ser de no máximo 5% da pressão de teste; os 
manômetros devem ter precisão de no mínimo 1% do final de escala ; os manômetros devem ser 
controlados e periodicamente aferidos em prazos compatíveis com o grau de utilização, não devendo 
exceder o prazo máximo de 1 ano. 
Regulagem da pressão de ajuste: Esta regulagem é feita pelo respectivo parafuso. Após cada ajuste, 
reaperte a porca trava. Não movimente o parafuso quando a pressão aplicada for próxima da pressão 
de abertura; isto pode provocar rotação do disco sobreo bocal e destruir o trabalho de lapidação. 
Correção da contrapressão: Nas válvulas não-balanceadas este valor precisa ser subtraído da pressão 
de abertura. Nas válvulas balanceadas a existência de contrapressão não influencia a pressão de 
ajuste uma vez que o fole existe exatamente para compensar a contrapressão. Ver exemplo no item 
10.14 . 
Correção da temperatura: Um acréscimo de temperatura causa uma redução na pressão de abertura 
da válvula como resultado direto do efeito da temperatura na mola e da expansão do corpo e do 
castelo, que reduz a carga da mola. Assim, corrija o valor da pressão de ajuste de acordo com a 
orientação dos fabricantes, para compensar o efeito da temperatura. Ver exemplo no item 10.14 . 
Teste final da pressão de ajuste : Após a regulagem, deve ser feito um teste final para comprovar o 
valor da pressão de ajuste. Esta verificação deve ser feita com ar comprimido ou nitrogênio, ou água, 
dependendo do tipo de válvula e das condições da bancada. Testes efetuados com ar comprimido ou 
nitrogênio são mais precisos mas há necessidade de se tomar mais cuidados com relação à segurança. 
a) Teste com ar comprimido ou gás inerte. 
- Subir o anel de ajuste até encostar no suporte do disco e recuar 2 dentes. 
- Elevar lentamente a pressão até ocorrer o disparo. Repetir o teste. Deve ser conseguido nos dois 
disparos consecutivos valores de pressão dentro das tolerâncias da pressão de calibração. 
 
132 
 
- Caso não se consiga, após 5 disparos, valores dentro das tolerâncias, a válvula deverá ser 
desmontada para verificação. 
Obs. Válvulas que tem disco com câmara de compensação térmica não devem ser testadas com “pop”, 
porque há risco de danificar o disco. Neste caso abaixar o anel e elevar a pressão até ocorrer 
vazamento de ar. Em válvulas grandes o disparo pode danificar as sedes de assentamento porque o 
reservatório é pequeno e após a abertura o disco assenta bruscamente contra o bocal. Neste caso 
deve-se colocar um limitador de curso acima da haste, que vai evitar abertura plena da válvula e 
rápido esgotamento do reservatório. 
b) Teste com água 
- Abaixar o anel de fechamento até o ponto mais baixo . 
- Elevar lentamente a pressão até ocorrer a abertura. Repetir o teste. Deve ser conseguido em duas 
tentativas consecutivas valores de pressão dentro das tolerâncias da pressão de calibração. 
- Caso não se consiga valores dentro das tolerâncias, após cinco tentativas, a válvula deverá ser 
desmontada para verificação. 
Tolerâncias: Os códigos de projeto admitem tolerâncias nas pressões de ajuste. 
Tolerância :  3% da pressão de ajuste , ou  0,15bar , o que for maior 
Tolerâncias para válvulas de caldeiras ou vasos de pressão. ISO 4126 Part 1 – Safety valves 
 
PRESSÃO DE AJUSTE TOLERÂN CIA 
0 – 70 psig 0 – 483 kPa 0 – 4,92 Kgf/ cm2 ± 2 psig ± 14 kPa ± 0,14 Kgf/ cm2 
 > 70 psig > 483 kPa > 4,92 Kgf/cm2 ± 3% ± 3% ± 3% 
Tolerâncias para vasos de pressão segundo código ASME Section VIII 
Pressão de ajuste Tolerâncias 
Até 70 psi ± 2 psig 
Acima de 70 psi até 300 psi ± 3 % da Pressão de Ajuste 
Acima de 300 psi até 1000 psi ± 10 psig 
Acima de 1000 psi ± 1 % da Pressão de Ajuste 
Tolerâncias para caldeiras segundo ASME Section I . Valores em psi . 
 PRESSÃO DE AJUSTE TOLE RÂNCIAS 
0 – 483 kPa 0 – 4,92 Kgf/ cm2 ± 14 kPa ± 0,14 Kgf/ cm2 
 483 e  2069 kPa  4,92 e  21,09 Kgf/ cm2 ± 3% Pr. Ajuste ± 3% Pr.Ajuste 
 2069 e  6895 kPa  21,09 e  70,31 Kgf/ cm2 ± 69 kPa ± 0,70 Kgf/ cm2 
  6895 kPa  70,31 Kgf/ cm2 ± 1% Pr. Ajuste ± 1% Pr.Ajuste 
Tolerâncias para caldeiras segundo ASME Section I. Valores em kPa e Kgf/cm2 . 
Quando se dispõe de bancadas adequadas e instrumentos de boa precisão, tolerâncias da ordem de 
1% ou 0,5% podem ser alcançadas. Buscar valores mais próximos do ponto de ajuste, com maior 
precisão, aumenta a confiabilidade das válvulas. Outro ponto que merece atenção é o fato que a NR-
13 não aceita pressão de abertura acima da PMTA. Desse modo, a tolerância do ASME ou ISO não 
pode ser adotada caso implique na abertura acima da PMTA do vaso ou caldeira protegidos. 
Verificação da porca trava. Após a comprovação da pressão de ajuste deve-se confirmar se a porca 
trava está bem ajustada, para evitar a movimentação do parafuso de ajuste e conseqüente 
desregulagem em caso de abertura da válvula. 
10.11 Verificação da vedação com ar comprimido 
 Após o teste final deve-se verificar a vedação da válvula (estanqueidade ) seguindo-se um dos dois 
procedimentos abaixo : 
 
1° Procedimento: Aplica-se a válvulas de pouca responsabilidade e quando se deseja uma resposta 
rápida quanto à vedação . Após o disparo da válvula abaixa-se a pressão a 90 % do valor da pressão 
de abertura. Todas as saídas da válvula são bloqueadas para evitar saída de ar. Forma-se uma película 
de sabão ( 1 parte sabão líquido ou detergente ; 1 parte glicerina ; 4,5 partes água em volume ) na 
conexão de saída da válvula de segurança e alívio e verifica-se se há algum abaulamento da bolha 
para o lado externo. O permissível para este teste é não estourar a bolha em 1 minuto. 
 
133 
 
 
 2° Procedimento: Deve ser utilizado preferencialmente, e obrigatoriamente para válvulas de maior 
responsabilidade, válvulas em serviço com produtos de maior risco, e quando se deseja uma resposta 
precisa quanto ao grau de vedação da válvula. 
 
O procedimento utiliza um dispositivo que mede o vazamento de ar em bolhas/minuto. Após o disparo 
da válvula o dispositivo é instalado na descarga da válvula e ajusta-se a pressão de teste a 90% do 
valor da pressão de abertura. Em seguida aguarda-se um tempo adequado, função do tamanho da 
válvula, e inicia-se a contagem de bolhas. Os detalhes de execução do teste de vedação e os critérios 
de aceitação estão descritos no anexo I . 
Para válvulas com assentamento metal-elastômero não se aceita nenhum vazamento. 
 
 
Figura 10.2 Borbulhador ou bolhômetro 
 
10.12 Verificação da vedação com água 
Válvulas que são calibradas com água devem ser verificadas quanto à vedação com este fluido. Deve 
ser seguido o seguinte procedimento: 
1) após a verificação da pressão de abertura aplica-se a pressão de teste ( 90% da pressão de ajuste 
ou 34,5 kPa abaixo da pressão de ajuste) ; 
2) caso necessário as sedes são secas com ar comprimido ou pano seco ; 
3) observam-se as sedes e o manômetro de teste; 
4) a válvula é aprovada quando o manômetro permanece estável e não há vazamentos visíveis pelas 
sedes . 
A norma API 527 estabelece um procedimento de teste que permite um determinado grau de 
vazamento de água. Este procedimento está descrito no Anexo I. 
 
 10.13 Verificações e ajustes finais 
 
Verificação do fole : Válvulas balanceadas com fole devem ser testadas seguindo-se a descrição do 
item 10.3.1.3 . 
 
Verificação das juntas. Aplica-se para válvulas que trabalham com contrapressão acima de 0,5 Kgf/cm2 
e possuam ou não fole. 
 
134 
 
 
a) Pressurizar pela conexão de saída com o valor da contrapressão ou 2,1 Kgf/cm2, o que for maior. 
b) Com solução de água e sabão verificar todos os pontos com possibilidade de vazamento. 
 
Ajuste dos anéis: O ajuste dos anéis de regulagem é que vai determinar a pressão de fechamento da 
válvula. Quando o anel inferior é elevado o diferencial de alívio é reduzido, e vice-versa. Os anéis 
devem ser posicionados conforme indicação dos fabricantes, ou na falta dessa informação devem ser 
colocados na posição previamente anotada na desmontagem. Para líquido o anel de regulagem não 
tem função e deve ser rosqueado em sua posição mais baixa. Após o posicionamento os anéis devem 
ser travados na posição através dos parafusos trava. O ajuste e travamento dos anéis devem ser feitos 
após o teste final e todas as verificações . 
 
Lacração. Após todas etapas de manutençãoe testes a válvula deve ser lacrada. 
 
 
10.14 EXEMPLO. Determinação da Pressão de Ajuste e das pressões de teste 
 
Uma válvula de segurança e alívio do tipo convencional, com castelo fechado, fabricação Farris modelo 
2600, tamanho 2F3, é instalada em um vaso contendo propano a pressão de 15 Kgf/cm2 e temperatura 
de 230 ºC. A pressão de projeto do vaso é de 18 Kgf/cm2, e a válvula descarrega para um sistema 
fechado com contrapressão superimposta constante de 2,5 Kgf/cm2. O vaso é isolado e estima-se que 
a válvula está trabalhando numa temperatura de 210 ºC . 
 
Determinação da pressão de ajuste ( Válvula de Segurança e Alívio Convencional ) 
 
1) Pressão de abertura. A pressão de abertura da válvula de segurança e alívio, no campo, sujeita 
à contrapressão e na temperatura de trabalho é de 18 Kgf/cm2 , que é o valor da pressão de 
projeto do vaso. 
2) Efeito da contrapressão. A contrapressão atua no mesmo sentido que a mola, portanto deve-se 
descontá-la para ajustar a válvula na oficina. 
Pr.ajuste = Pr.abertura – contrapressão 
Pr. Ajuste = 18 – 2,5 = 15,5 Kgf/cm2 ( 220 psi ) 
 
3) Efeito da temperatura. Trabalhando em temperatura alta, ocorrerá relaxação da mola. Deve-se 
portanto compensar este efeito quando se regula a válvula na temperatura ambiente. Para 
válvulas Farris modelo 2600 a 210 º C a correção é de 2% . 
 
Pr. Ajuste = 15,5 + 2% = 15,81 Kgf/cm2 ( 225 psi ) 
 
Pressão de ajuste ( na oficina ) = 15,81 Kgf/cm2 
 
4) Tolerância. Para vasos de pressão, nesta pressão de ajuste, admite-se tolerância de ± 3% . 
Admite-se portanto que a válvula abra de 15,34 até 16,28 Kgf/cm2 (218 a 232 psi). No ajuste 
em oficina é interessante que a válvula seja calibrada o mais próximo possível da pressão de 
ajuste. 
 
Determinação da pressão de fechamento 
 
Os reservatórios das bancadas de teste não tem volume suficiente que permita a regulagem da 
pressão de fechamento. A pressão de fechamento é função da geometria do disco e do suporte do 
disco, mas em menor grau pode ser afetada pela posição do anel de regulagem. O anel de regulagem 
deve ser ajustado segundo orientação do fabricante para possibilitar o correto funcionamento da 
válvula, garantindo ação “pop”, sobrepressão especificada, adequada pressão de fechamento e 
vedação. Para esta válvula em questão, Farris 2600 tamanho 2F3, a recomendação é abaixar o anel 
de regulagem em 18 dentes, a partir do ponto em que este encosta no disco. A válvula fica deste modo 
ajustada para fechar, em serviço no campo, em pressão cerca de 5% a 7% abaixo da pressão de 
abertura. 
 
 
 
135 
 
Válvulas trabalhando com líquido 
 
A determinação da pressão de ajuste é feita da mesma maneira que se faz para gases. As tolerâncias 
também são iguais. O que muda é a posição do anel de regulagem. Para líquidos este anel não tem 
função e deve ser portanto colocado na posição mais baixa possível. Válvulas de segurança e alívio 
trabalhando com líquidos, para proteção de vasos de pressão, são construídas de modo que a pressão 
de fechamento não seja inferior a 93% da pressão de abertura. Para outros serviços, como alívio 
térmico e descarga de bombas, admite-se que a válvula vai fechar cerca de 15% abaixo da pressão de 
abertura . 
 
 
Determinação da pressão do teste de vedação 
 
A pressão de ajuste é de 15,81 Kgf/cm2 ( 225 psig ) . O teste de vedação deve ser feito com pressão 
a 90% da pressão de ajuste . A pressão do teste de vedação é portanto de 14,23 Kgf/cm2 ( 202 psig) . 
 
Válvulas balanceadas com fole 
 
A contrapressão não altera a pressão de abertura, portanto não é considerada. Deve-se efetuar apenas 
a correção para temperatura. Neste caso : 
 
 Pr. Ajuste = 18 + 2 % = 18,36 Kgf/cm2 ( 261 psi ) 
Pressão de ajuste ( na oficina ) = 18,36 Kgf/cm2 
 
 A tolerância é de ± 3% . Em bancada admite-se portanto que a válvula irá abrir de 17,81 até 
18,91 ( 253 a 269 psi ). O ajuste do anel de regulagem é feito da mesma forma que a válvula 
convencional. Neste caso abaixa-se o anel 18 dentes. 
 
Teste de pressão do fole 
 
Este teste aplica-se obviamente às válvulas que tem fole . A contrapressão é de 2,5 Kgf/cm2 , acima 
portanto de 0,5 Kgf/cm2 . Deve-se pressurizar a conexão de descarga e observar se há vazamento pelo 
respiro do castelo. A pressão do teste do fole é de 2,5 Kgf/cm2 (36 psig). 
 
Teste de pressão das juntas 
 
Este teste aplica-se às válvulas que trabalham com contrapressão superior à 0,5 Kgf/cm2 . Neste 
exemplo a contrapressão é de 2,5 Kgf/cm2 , e portanto este teste deve ser executado. A pressão de 
teste é de 2,5 Kgf/cm2 ( 36 psig ). Deve-se verificar com espuma de sabão todos os pontos passíveis de 
vazamento. 
 
10.15 Calibração no campo 
 
Válvulas de segurança instaladas em caldeiras de vapor usualmente são calibradas no campo, com a 
caldeira em operação. A calibração no campo possibilita um ajuste mais preciso da pressão de 
abertura, permite o ajuste da pressão de fechamento, a verificação do desempenho da válvula em 
condições reais e o comportamento da tubulação de descarga. 
A calibração no campo é uma operação que deve ser feita com cuidado para não causar danos às 
válvulas nem provocar acidentes. Durante os testes a caldeira é aquecida e pressurizada, mas não 
entra em linha. Quando várias válvulas são calibradas é necessário instalar “gags” ou grampos nas 
válvulas que não estão sendo objeto de verificação. Os “gags” somente podem ser instalados com a 
caldeira aquecida, à cerca de 80% da pressão de operação. Deve-se evitar também aperto excessivo 
do “gag”. Quando se está efetuando ajustes nas válvulas é importante abaixar a pressão de operação 
da caldeira e travar a válvula com “gag”. 
 
Apesar de pouco usual, válvulas instaladas em vasos de pressão podem ter a pressão de abertura 
verificada no campo, desde que haja uma válvula de bloqueio entre ambos. Nas válvulas piloto 
operadas pode-se fazer a verificação com a válvula em operação; para tal é necessário que a válvula 
piloto tenha uma conexão para teste provida de uma válvula de bloqueio, e que se instale uma válvula 
de retenção na linha de conexão da válvula piloto . Quando se atinge a pressão de abertura o piloto 
 
136 
 
atua e a válvula principal rapidamente se abre e fecha, ou abre parcialmente e fecha, permitindo 
verificar se o pistão se movimenta livremente . 
 
 
10.16 Calibração com dispositivos especiais 
 
Existem dispositivos especiais que permitem a verificação da pressão de abertura com as válvulas 
instaladas e os equipamentos protegidos operando normalmente. Esses dispositivos aplicam uma 
força na haste e verificam, através de células de carga e sensores de deslocamento, o ponto exato em 
que há equilíbrio entre a pressão de operação multiplicada pela área do disco, e a soma da força da 
mola com a força aplicada na haste. 
 
F1 = P operação x Área do disco 
F2 = Força da mola 
F3 = Força aplicada pelo dispositivo 
F2 = F1 + F3 
 
 
 
 
Os valores de pressão de operação, área do disco e força aplicada são conhecidos, em conseqüência 
determina-se a força que está atuando na mola e portanto a pressão de abertura. 
 
Existem vários modelos de dispositivos, alguns mais simples e outros mais sofisticados, mas em geral 
todos apresentam bons resultados. Deve-se observar no entanto as seguintes limitações: 
- os dispositivos não podem ser utilizados quando há contrapressão; 
- não é possível determinar com precisão a pressão de fechamento; 
- deve-se saber o valor exato da área do disco que está sujeita à pressão, do contrário o método 
apresentará erro; é necessário portanto que a empresa ou executante possua um banco de 
dados com os valores de área das válvulas que serão verificadas. 
 
Este método de verificação da pressão de abertura pode ser utilizado para válvulas instaladas em 
qualquer tipo de equipamento, como vasos ou caldeiras. Para verificação da pressão de abertura de 
válvulas de segurança instaladasem caldeiras estes métodos alternativos tem sido bastante utilizados, 
com bons resultados. O manual técnico da NR-13 deixa claro que estes métodos são aprovados. Deve-
se observar no entanto que a verificação da pressão de abertura não é equivalente à inspeção 
periódica, quando se desmonta a válvula e faz-se uma verificação criteriosa de seus componentes, 
além da manutenção adequada que permitirá à válvula manter suas características originais de projeto 
e construção. 
 
137 
 
 
 
138 
 
11. CAUSAS DE MAU FUNCIONAMENTO 
 
11.1 Corrosão . Vários tipos de corrosão estão presentes nas unidades de processo e podem ser as 
causas básicas de muitas das dificuldades encontradas. A corrosão pode provocar pites nos 
componentes das válvulas, depósitos que interferem com o funcionamento das partes móveis, quebra 
de várias partes ou uma deterioração generalizada dos materiais da válvula. 
 
O ataque corrosivo pode ser eliminado ou reduzido adotando-se as seguintes medidas: 
- melhorar a vedação para evitar circulação de fluido corrosivo nas partes superiores da válvula; 
- melhorar a vedação utilizando válvula com anel “O” ; 
- quando não se consegue eliminar totalmente o vazamento e nos casos em que o fluido à jusante é 
corrosivo deve-se especificar válvula com fole ; 
- melhorar a especificação dos materiais ; 
- aplicar pintura ou revestimento anti-corrosivo quando a corrosão não é severa ; 
- em algumas situações um disco de ruptura instalado na entrada ou na descarga de uma válvula de 
segurança vai proporcionar uma proteção adequada contra a corrosão das partes internas . 
 
 
 Figura 11.1 Produto de corrosão travando a mola 
 
11.2 Sedes Danificadas. As superfícies de assentamento do disco e bocal devem ser mantidas 
perfeitamente planas e polidas, para se ter perfeita vedação metal contra metal. A planicidade 
recomendada para as sedes de assentamento é de 3 bandas de luz ( 0,0008838 mm) . Quaisquer 
danos ou imperfeição nas sedes podem levar a mau desempenho da válvula. As causas de danos 
nessas superfícies são: 
b.1- Corrosão 
b.2 - Partículas estranhas. Carepa, rebarba de solda ou escória, depósitos corrosivos, coque ou sujeira 
que entram na válvula, passa através dela quando abre e pode destruir o perfeito contato das sedes, 
necessário para a vedação. Isto pode acontecer tanto na oficina quanto no equipamento que a válvula 
está protegendo. 
b.3 - Batimento ( “chattering”). É o resultado do ciclo de rápidas aberturas e fechamentos que danifica 
as sedes seriamente, em alguns casos além da possibilidade de reparo. Tem várias causas: tubulação 
da entrada da válvula muito comprida ou obstruções na linha. A pressão estática atuando na válvula é 
suficiente para abrir a válvula. No entanto, assim que o fluxo se estabelece a perda de carga na linha 
 
139 
 
de entrada é tão grande que a pressão atuando no disco diminui e a válvula fecha. Alta perda de carga 
na linha de descarga leva à mesma situação. Superdimensionamento, a seleção de válvulas com 
orifício muito superior ao adequado: após abertura a vazão é insuficiente para manter a válvula aberta. 
Isto leva ao fechamento e imediatamente em seguida a válvula abre novamente; o ciclo vai se repetindo 
e leva à danificação das sedes. Válvulas de alívio térmico também estão sujeitas a esse fenômeno 
quando superdimensionadas. A válvula abre com alta vazão, muito rápido, e não consegue aliviar a 
pressão, resultando em batimento. 
b.4 - Manuseio descuidado da válvula. Quedas , pancadas ou arranhões nos componentes. 
b.5 -Vazamento através das sedes da válvula após a sua instalação, que pode ser causado por 
manutenção ou instalação inadequada, tais como desalinhamento das partes móveis ou deformação na 
tubulação de descarga devido a suportes inadequados ou mesmo ausência deles. Este escapamento 
danifica a sede porque provoca erosão ou corrosão e conseqüente agravamento do vazamento. Outras 
causas freqüentes de vazamento são : desalinhamento da haste ; ajuste inadequado da mola com os 
suportes da mola ; apoio inadequado entre assentos da mola e seus respectivos pontos de apoio, e 
entre haste e disco ou suporte do disco; desalinhamento dos internos devido à junta do castelo com o 
corpo estar mal posicionada ou presença de depósitos nas faces de assentamento. As hastes devem 
ser examinadas para que estejam completamente retas. A mola e seus assentos devem ser mantidos 
juntos como um conjunto durante a vida da mola. 
b.6 Ajuste inadequado dos anéis de regulagem. O ajuste inadequado pode provocar batimento 
(“chattering”). O fabricante deve ser consultado quanto aos ao posicionamento correto dos anéis para 
serviço com gás ou líquido. 
 
 
 
 Figura 11.2 Disco danificado por batimento 
 
11.3 Falhas em molas. As falhas em molas podem se manifestar de duas formas. A primeira é um 
enfraquecimento da mola, que causa redução na pressão de ajuste, e a possibilidade de abertura 
prematura. A segunda é a falha completa da mola, que provoca a abertura descontrolada da válvula. 
As molas podem eventualmente enfraquecer devido ao uso de materiais inadequados em serviço em 
alta temperatura, mas em geral as falhas são devidas à corrosão. Dois tipos prevalecem: 
c.1 - Corrosão generalizada, que ataca a superfície da mola até que a área da seção da mola não seja 
mais suficiente para manter o esforço necessário. Pode haver também formação de pites que atuam 
como concentradores de tensão, causando trincas na superfície da mola que levam a sua falha. 
c.2 - Corrosão sob tensão, causando falha rápida e inesperada da mola porque é difícil detectar antes 
da quebra. Meios contendo H2S causam este tipo de problema em molas de aço carbono. 
 
 
140 
 
As avarias em molas dependem do tipo e agressividade do agente corrosivo, do nível de tensão na 
mola e do tempo. Onde a corrosão prevalece, a correção pode ser por metalização da mola (com 
material que resista ao meio corrosivo e seja suficientemente dúctil para flexionar com a mola) ou pela 
especificação de um material que resista mais satisfatoriamente à corrosão. A utilização de fole, 
isolando a mola do fluido corrosivo, é outro modo efetivo de proteção. 
 
Válvulas submetidas à vibração severa podem apresentar falhas nos internos, incluindo as molas. A 
causa do dano nas molas é fadiga, levando à ruptura abrupta e inesperada. 
 
 
 Figura 11.3 Mola e suportes corroídos 
 
11.4 Falhas em foles . Os foles das válvulas do tipo balanceadas estão sujeitas a problemas de 
corrosão, incluindo corrosão sob tensão, que provocam furos e trincas . Além disso, podem falhar 
devido à fadiga, causada por vibração externa ou trepidação (“ fluttering”) , um fenômeno semelhante 
ao batimento, com a diferença que o disco não toca na sede do bocal. 
 
 
 Figura 11.4 Furos no fole por corrosão 
 
 
141 
 
Danos mecânicos podem ser causados também por sobrepressão excessiva ou pressão interna 
decorrente de abertura da válvula com o furo do castelo tamponado . Os danos em foles podem levar a 
acidentes em decorrência de vazamento de fluidos tóxicos ou inflamáveis para a atmosfera. 
11.5 Ajustes Inadequados. O ajuste inadequado é normalmente devido à falta de cuidado do pessoal 
de manutenção, ao uso de equipamentos inadequados ou à falta de conhecimento sobre os ajustes 
exigidos. O uso de manuais de fabricantes ajuda a eliminar essas deficiências. 
Nas unidades de processo, é praticamente impossível ajustar uma válvula quando instalada no campo. 
As válvulas são removidas e levadas para as oficinas de manutenção, para ajuste em bancadas de 
teste apropriadas. Utilizam-se ar comprimido, gás inerte e água para efetuar o ajuste das válvulas. Os 
mecânicos que fazem a manutenção precisam conhecer os ajustesapropriados para cada tipo de 
válvula e as técnicas adequadas para cada fluido utilizado. 
O ajuste correto dos anéis de regulagem é frequentemente mal entendido. Os anéis de regulagem 
controlam tanto a ação de abertura rápida ( disparo, “pop”) quanto o diferencial de alívio ( diferença 
entre as pressões de abertura e fechamento). Como o volume das bancadas de teste é limitado, é 
praticamente impossível ajustar os anéis de regulagem para a pressão de fechamento. Após a 
regulagem da pressão de abertura, os anéis de regulagem são posicionados de acordo com as 
recomendações do fabricante da válvula, e travados nestas posições com os parafusos trava. 
O uso de manômetros descalibrados é uma causa comum de ajuste incorreto. Para garantir precisão é 
necessário efetuar a calibração dos manômetros de acordo com uma freqüência adequada à sua 
utilização. A faixa de pressão do manômetro deve ser escolhida de modo que a pressão de ajuste se 
situe dentro do terço médio . 
11.6 Entupimento e Emperramento. Sólidos do processo tais como coque ou produtos solidificados 
podem provocar incrustações, ou em casos extremos entupir a entrada ou saída da válvula. A presença 
de produto de corrosão é outra causa comum de entupimento. 
Outra razão de mau funcionamento é o possível emperramento do disco ou do suporte do disco na 
guia, devido à corrosão, partículas estranhas ou aspereza do material nas superfícies das guias. 
Arranhões nas guias podem ocorrer também por batimento ou flutuação do disco, causados por 
instalação imprópria da tubulação de entrada ou saída, ou por superdimensionamento da válvula. 
 
 
 Figura 11.5 Arranhões profundos no retentor do disco devido a travamento 
 
O gripamento dos internos pode ocorrer devido à usinagem fora dos limites de tolerância. O 
desalinhamento do disco é outra causa de emperramento, e pode ser provocado por limpeza mal feita 
das superfícies de contato da guia com o corpo da válvula ou por desalinhamento das juntas durante a 
montagem da válvula. 
O uso de fole, que protege as partes móveis do fluido corrosivo ou partículas estranhas, ou o uso de 
anel “O”, que elimina vazamentos pelas sedes de vedação, são soluções que reduzem ou eliminam o 
 
142 
 
emperramento. O uso de diferentes materiais nas partes em contato, com maior resistência à corrosão 
e durezas diferenciadas, reduz o gripamento. O uso de lubrificantes apropriados ( graxa, compostos 
contendo grafite e sulfeto de molibdênio,etc.) é essencial para se garantir bom funcionamento das 
partes móveis. Deve-se salientar que nas guias não se deve usar lubrificantes, que pode endurecer ou 
absorver sujeira e causar emperramento. 
 
 
 
 Figura 11.6 Obstrução no bocal de entrada 
 
11.7 Especificação Incorreta de Materiais. Geralmente, a especificação de materiais para um 
determinado serviço é ditada pelos requisitos de temperatura, pressão e corrosão do fluido sob a 
válvula, e pelas condições ambientais a que a válvula está exposta. A seleção de materiais 
padronizados dentro desses limites é normalmente possível. Há ocasiões entretanto, em que 
ocorrências não previstas podem surgir, havendo necessidade portanto de se utilizar materiais 
especiais que resistam às condições especiais de trabalho. 
Alguns exemplos de especificação incorreta são usar mola de aço carbono em ambiente que contem 
H2S ou disco de aço inoxidável AISI 304 em meios que contem cloretos. Quando a experiência indica 
que o tipo selecionado de material não é correto para as condições de trabalho, deve-se proceder 
imediatamente uma troca para material mais adequado. É interessante que se mantenha um registro 
desses materiais especiais e dos locais onde devem ser utilizados. 
11.8 Localização ou identificação incorreta . A válvula perde sua finalidade se não for instalada no 
local exato para o qual foi projetada. Para evitar erros na instalação deve-se estabelecer um sistema 
rígido de controle que evite trocas nas posições das válvulas. As normas de projeto exigem que as 
válvulas tenham uma placa de identificação e que nesta placa conste a localização da válvula. 
 
11.9 Utilização inadequada . A válvula é um dispositivo exclusivamente de segurança, não podendo 
ser utilizada para outras finalidades operacionais. Deve-se tomar cuidado no acionamento da alavanca, 
durante os testes de abertura em operação, para evitar empenamento da haste. Não se pode apertar 
excessivamente os grampos ou “gag” utilizados na calibração a quente, e nunca se pode forçar o 
fechamento de uma válvula que apresenta vazamento ou que está aberta . 
11.10 Instalação imprópria . A montagem da válvula deve ser feita com muito cuidado, utilizando-se 
juntas adequadas e efetuando-se rigorosa limpeza das superfícies flangeadas que estão em contato. A 
montagem obrigatoriamente é na posição vertical, com a haste para cima. As tubulações de entrada e 
saída devem ser adequadamente suportadas para evitar que tensões devidas a peso próprio ou 
dilatação térmica sejam transmitidas ao corpo da válvula. 
 
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11.11 Procedimento de teste da linha de descarga inadequado . Quando se efetua teste hidrostático 
na linha de descarga, é necessário instalar flange cego para evitar depósito de lama nos internos das 
válvulas atuadas por mola, ou danos aos foles. Nas válvulas do tipo piloto operadas pode ocorrer danos 
na parte superior do pistão e no piloto, e deposição de lama. 
11.12 Manuseio Bruto. Um manuseio descuidado da válvula pode afetar a calibração da válvula, 
destruir sua estanqueidade e alterar o desempenho na bancada de teste, ou provocar vazamento 
excessivo em operação se a válvula já foi testada. Este problema pode ocorrer: 
a - No transporte. Devido à impressão de construção robusta as válvulas de segurança não são 
tratadas com cuidado pelos caldeireiros, encanadores ou carregadores. Na verdade são instrumentos 
sensíveis que devem ser transportados somente na posição vertical e com muito cuidado. Devem 
também ser protegidas de sujeira e partículas estranhas que danificam a superfície de vedação. 
b - Na manutenção. Durante todas as fases de manutenção deve-se manusear cuidadosamente a 
válvula, mantê-la limpa e perfeitamente alinhada. 
c - Na instalação. Devem-se evitar quedas ou impactos na válvula. Válvulas pesadas devem ser 
movimentadas com equipamento apropriado. 
 
 
 Figura 11.7 Alavanca danificada devido a mau uso