BOCAL DE VAZÃO

BOCAL DE VAZÃO
REV 0 - 2013
MANUAL DE OPERAÇÃO
SISTEMAS DE MEDIÇÃO LTDA.
Nota: As informações condidas neste manual poderão sofrer alterações sem aviso prévio.
Conteúdo
1.0 - O Bocal de Vazão..................................................................................................................4
2.0 - Normas de Fabricação...........................................................................................................4
3.0 - Típicos de montagem na tubulação.......................................................................................4
3.1 - ASME Raio longo até 8”.........................................................................................................4
3.2 - ASME Raio longo a partir de 8” ............................................................................................4
3.3 - ISA 1932 ...............................................................................................................................4
4.0 - Tomadas de pressão..............................................................................................................4
5.0 - Instalação na linha de processo...........................................................................................4
5.1 - Bocal soldado........................................................................................................................4
5.2 - Bocal flangeado.....................................................................................................................4
6.0 - Instalação das linhas de impulso...........................................................................................5
7.0 - Típicos de instalação das linhas de impulso..........................................................................5
7.1 - Trabalho com líquido..............................................................................................................5
7.1.1 - Temperatura ambiente na horizontal..................................................................................5
7.1.2 - Temperatura ambiente na vertical ascendente...................................................................5
7.1.3 - Vertical descendente...........................................................................................................5
7.1.4 - Alta temperatura horizontal................................................................................................5
7.1.5 - Alta temperatura vertical.....................................................................................................6
7.2 - Trabalho com gás e vapor.....................................................................................................6
7.2.1- Vapor ou gás à alta temperatura..........................................................................................6
7.2.2 - Gás na temperatura ambiente............................................................................................6
8.0 - Outros típicos de instalação...................................................................................................6
8.1 - Materiais para instalação.......................................................................................................6
9.0 - Anexos...................................................................................................................................7
9.1 - Anexo 1 - Tabela com requisitos de trecho reto necessário (ISO 5167)................................7
9.2 - Anexo 2 - Desenho típico bocal ASME Raio longo até 8”......................................................8
9.3 - Anexo 3 - Desenho típico bocal ASME Raio longo a partir de 8”...........................................9
9.4 - Anexo 4 - Desenho típico bocal ISA 1932............................................................................10
9.5 - Anexo 5 - Folha de dados bocal ......................................................................................... 11
FMaster Sistemas de Medição
3
1.0 - O Bocal de Vazão
O elemento primário Bocal de Vazão
(Flow Nozzle), é utilizado em medições de
vazão onde a velocidade do fluído medido é
muito alta ou corrosiva, é aplicado normalmente
para medição de vapor superaquecido em altas
pressões e elevadas temperaturas, em caldeiras
e turbo geradores. O Bocal de Vazão tem sua
característica intermediária entre a Placa de
Orifício e o Tubo Venturi, sendo que a perda de
carga residual e o custo de fabricação ficam entre
esses dois elementos primários.
4.0 - Tomadas de pressão
As conexões das tomadas são de 1/2” NPT
ou 1/2” SW por padrão, o diâmetro de passagem
é calculado conforme ISO 5167.
5.0 - Instalação na linha de processo
Cuidado!
Antes
de
qualquer
intervenção certifique-se de que não haja
elementos pressurizados.
Determine a localização e o sentido de
fluxo do bocal, respeitando os requisitos de
trecho reto a montante e a jusante, certificandose de que não haja nenhuma derivação, tomadas
2.0 - Normas de Fabricação
de temperatura, pressão, válvulas ou qualquer
Existem dois tipos principais de Bocais outro elemento que possa interferir no fluxo do
de Vazão normalizados, o tipo “ASME”, e o tipo fluido, garantindo os níveis de precisão conforme
“ISA”, sendo a principal diferença entre eles o pré estabelecidos na folha de dados. Para
perfil de seu raio de entrada e o tipo de tomada determinação de trechos retos mínimos exigidos
de pressão, onde o “ASME” utiliza o padrão consulte a tabela no anexo 1 deste manual.
Radius Taps (1D-1/2D) na tubulação, e o “ISA” o Verifique atentamente, antes da soldagem
tipo Corner Taps (canto) em anéis piezométricos (para bocais fornecidos com trecho de tubo
soldados junto ao bocal. Ambos são fabricados biselado para solda) ou montagem (para bocais
conforme a norma ISO 5167.
fornecidos com flanges), a posição radial das
conexões das tomadas de pressão conforme
abaixo:
ASME RAIO LONGO
ISA 1932
Gás e Vapor
Líquidos
3.0 - Típicos de montagem na tubulação
5.1 - Bocal soldado
Os bocais podem ser montados na Soldar o trecho de tubo seguindo
tubulação de diversas maneiras, abaixo segue as especificações e requisitos da linha. O alinhamento
montagens convencionais adotadas por padrão.
e concentricidade do trecho de tubo com o bocal
inserido na linha são fundamentais para garantia
3.1 - ASME Raio longo até 8”
da precisão de medição, é de grande importância
Montado em trecho de tubo de 1500mm que não tenha degraus, saliências e rebarbas na
de comprimento (padrão) através de solda parte interna da junção dos tubos.
circunferencial.
5.2 - Bocal flangeado
Para montagem dos bocais flangeados,
3.2 - ASME Raio longo a partir de 8”
deverão ser utilizados estojos (parafusos
Montado em trecho de tubo de 1500mm e porcas), juntas e demais itens que forem
de comprimento (padrão) através de um anel de necessários de acordo com especificações da
encosto pinado.
linha. O torqueamento deverá ser feito conforme
a classe de pressão e o material da linha. Todas
3.3 - ISA 1932
demais especificações deverão ser seguidas
Montados entre flanges conforme classes como quaisquer outros elementos de tubulação
de pressão da tubulação.
flangeados.
4
FMaster Sistemas de Medição
6.0 - Instalação das linhas de impulso
7.1.2 - Temperatura ambiente na vertical
O transmissor deverá ficar em local de ascendente
fácil acesso, pois necessita de checagem com
frequência. A distância entre o transmissor e
as tomadas de pressão do bocal deverá ser a
mínima possível, deve ser evitado excesso de
vibração, pois tanto o transmissor quanto as
conexões poderão sofrer avarias, o ambiente que
será instalado o transmissor não deve ultrapassar
a temperatura de 100 graus Celsius. Deverá ser
previsto a instalação de válvulas manifolds, para
drenagem e equalização das colunas de impulso
e para trabalhos com elevadas temperaturas
deverá ser instalados potes de selagem entre o
bocal e o transmissor. As conexões e tubos das
linhas de impulso deverão estar em acordo com
as especificações do processo. A posição das
tomadas devem seguir as recomendações do
item 5.0.
7.0 - Típicos de instalação das linhas de
impulso
Deverá ser adotado uma instalação
apropriada para cada tipo de processo conforme
segue:
7.1 - Trabalho com líquido
7.1.1 - Temperatura ambiente na horizontal
7.1.3 - Vertical descendente
Não recomendado
7.1.4 - Alta temperatura horizontal
FMaster Sistemas de Medição
5
7.1.5 - Alta temperatura vertical
7.2.2 - Gás na temperatura ambiente
7.2 - Trabalho com gás e vapor
7.2.1- Vapor ou gás à alta temperatura
8.0 - Outros típicos de instalação
Dependendo do processo pode ser
necessário outras disposições para a instalação
das tomadas de pressão, qualquer dúvida entrar
em contado com o departamento técnico da
FMaster para esclarecimentos.
8.1 - Materiais para instalação
Os materiais para instalação dos bocais e
das linhas de impulso deverão sempre estar em
compatibilidade com as condições de processos
que serão submetidos, principalmente referente
ao fluido, temperatura e pressão.
6
FMaster Sistemas de Medição
FMaster Sistemas de Medição
c
d
c
d
c
d
c
d
c
d
c
d
c
d
c
d
Single 90 
Reducer
2D to D
Expander
Bend or tee Two or more Two or more
90  bends 90  bends over a length 0.5D to D
Full bore ball
Abrupt
(flow from
of 1.5D to over a length Globe valve or gate valve symmetrical
one branch in the same in different
plane
3D
of D to 2D
fully open
reduction
only)
plane
fully open
5
6
7
8
9
2
3
4
c
d
well of
diameter
 0.03D
10
b
Thermometer
pocket or
c
d
well of
diameter
between
0.03D and
0.13D
11
b
Thermometer
pocket or
c
a
b
c
d
e
For some types of primary device not all values of  are permissible.
The installation of thermometer pockets or wells will not alter the required minimum upstream straight lengths for the other fittings.
Column A for each fitting gives length corresponding to “zero additional uncertainty” values. (see 6.2.3)
Column B for each fitting gives length corresponding to “0.5% additional uncertainty” values. (see 6.2.4)
The straight length in column A gives zero additional uncertainty; data are not available for shorter straight lengths which could be used to give the
required straight lengths for column B.
d
B
2
2
2.5
2.5
3
3
3
3
3.5
3.5
3.5
4
4
Fittings
(Columns 2
to 8)
12
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
A
0.20 10
6
14
7
34
17
5
e
16
8
18
9
12
6
30
15
5
3
20
10
4
0.25 10
6
14
7
34
17
5
e
16
8
18
9
12
6
30
15
5
3
20
10
4
0.30 10
6
16
8
34
17
5
e
16
8
18
9
12
6
30
15
5
3
20
10
5
0.35 12
6
16
8
36
18
5
e
16
8
18
9
12
6
30
15
5
3
20
10
5
0.40 14
7
18
9
36
18
5
e
16
8
12
10
12
6
30
15
5
3
20
10
6
0.45 14
7
18
9
38
19
5
e
17
9
12
10
12
6
30
15
5
3
20
10
6
0.50 14
7
20
10
40
20
6
5
18
9
12
11
12
6
30
15
5
3
20
10
6
0.55 16
8
22
11
44
22
8
5
20
10
14
12
14
7
30
15
5
3
20
10
6
0.60 18
9
26
13
48
24
9
5
22
11
14
13
14
7
30
15
5
3
20
10
7
0.65 22
11
32
16
54
27
11
6
25
13
16
14
16
8
30
15
5
3
20
10
7
0.70 28
14
36
18
62
31
14
7
30
15
20
16
20
10
30
15
5
3
20
10
7
0.75 36
18
42
21
70
35
22
11
38
19
24
18
24
12
30
15
5
3
20
10
8
0.80 46
23
50
25
80
40
30
15
54
27
30
22
30
15
30
15
5
3
20
10
8
NOTE 1 The minimum straight lengths required are the lengths between various fittings located upstream or downstream of primary device and primary
device itself. All straight lengths shall be measured from the upstream face of primary device.
NOTE 2 These lengths are not based on modern data.
1

a
Dia.
ratio
Upstream (inlet) side of Nozzles and Venturi Nozzles
Downstream
(outlet) side
of the primary device
Values Expressed as multiples of internal diameter D
Required Straight Lengths for Nozzles and Venturi Nozzles as per ISO 5167-3:2003
9.0 - Anexos
9.1 - Anexo 1 - Tabela com requisitos de trecho reto necessário (ISO 5167).
7
8
SENTIDO DE FLUXO
OLHAL DE IÇAMENTO
TUBO
TOMADA DE
PRESSÃO
ALTA
SUPORTE DA
PLAQUETA
PLAQUETA DE IDENTIFICAÇÃO
TOMADA DE
PRESSÃO
BAIXA
BOCAL
9.2 - Anexo 2 - Desenho típico bocal ASME Raio longo até 8”
FMaster Sistemas de Medição
FMaster Sistemas de Medição
TOMADA DE
PRESSÃO
ALTA
TRECHO DE TUBO
SUPORTE DE
PLAQUETA
PLAQUETA DE IDENTIFICAÇÃO
TOMADA DE
PRESSÃO
BAIXA
PINO
ANEL
TRAVA
BOCAL
OLHAL
DE IÇAMENTO
9.3 - Anexo 3 - Desenho típico bocal ASME Raio longo a partir de 8”
9
9.4 - Anexo 4 - Desenho típico bocal ISA 1932
TOMADA DE
PRESSÃO
ALTA
TOMADA DE
PRESSÃO
BAIXA
FLANGE
JUNTA
BOCAL
10
FMaster Sistemas de Medição
9.5 - Anexo 5 - Folha de dados bocal
FOLHA DE DADOS
N°:
REV.
CLIENTE:
FOLHA:
de
TITULO:
BOCAL
INSTRUMENTO
DADOS DA
LINHA
BOCAL
CONDIÇÕES
DE
OPERAÇÃO
CARRETEL
FLANGES
TOMADAS DE
PRESSÃO
ACESSÓRIOS
UNIDADES
01
IDENTIFICAÇÃO (TAG)
02
SERVIÇO
03
FLUXOGRAMA CLIENTE
04
LINHA N°
05
Ø NOMINAL / SCHEDULLE
06
Ø INTERNO DA LINHA (D)
07
MÉTODO DE CÁLCULO
08
TIPO DE BOCAL
09
∆P COND. VAZÃO MÁX. CÁLC.
10
VAZÃO MÁXIMA DE CÁLCULO
11
RELAÇÃO d/D=BETA (A 20ºC)
12
Ø DO BOCAL
13
MATERIAL DO BOCAL
14
COMPRIMENTO DO BOCAL (mm)
15
TIPO DE FLUÍDO
16
FLUÍDO
17
VAZÃO MÁXIMA
18
VAZÃO NORMAL
19
VAZÃO MINIMA
20
PRESSÃO DE OP.
21
TEMPERATURA DE OP.
22
MASSA ESPEC. DE BASE
23
MASSA ESPEC. DE OP.
24
VISCOSIDADE DE OP.
25
FATOR DE COMPRES. (Zb) BASE
26
FATOR DE COMPRES. (Zf) OPER.
27
FATOR ISENTRÓPICO K=Cp/Cv
28
PESO MOLECULAR
29
GRAVIDADE ESPECIFICA, G
30
FORNECIMENTO COM BOCAL
31
COMPRIMENTO TOTAL
32
COMPRIMENTO A JUSANTE
33
COMPRIMENTO A MONTANTE
34
MATERIAL DO CARRETEL
35
FORNECIMENTO COM BOCAL
36
MATERIAL DO FLANGE
37
TIPO DE FLANGE
38
CLASSE DE PRESSAO E FACES
39
MATERIAL DAS TOMADAS
40
DIAMETRO DAS TOMADAS / TIPO
41
TIPO DAS TOMADAS
42
PRISIONEIROS
43
PORCAS
44
JUNTAS
45
OUTROS
46
VAZÃO
t/h
47
PRESSÃO
kgf/cm^2, g
48
TEMPERATURA
°C
49
MASSA ESPECIFICA
kg/m^3
50
VISCOSIDADE
cP
FABRICANTE
F. MASTER
NOTAS:
FMaster Sistemas de Medição
11
FMaster Sistemas de Medição Ltda.
Departamento de Desenvolvimento de Produtos
e-mail: [email protected]
Site: www.flowmaster.com.br
SISTEMA DE GESTÃO CERTIFICADO
SISTEMAS DE MEDIÇAO LTDA.
www.flowmaster.com.br
[email protected]
NBR ISO 9001:2008