Medição de nível em tanques de teto flutuante: radar no tubo de medição

Medição de nível em tanques de teto flutuante: radar no tubo de medição

A medição de nível em tanques de teto flutuante deve distinguir o nível do líquido da posição do teto. Um radar montado num tubo tranquilizador fixo, referenciado ao tanque, pode medir o produto por meio de uma configuração aprovada do tubo de medição. Um dispositivo instalado no teto flutuante mede a distância em relação a esse teto móvel, a menos que se acrescente uma referência independente de posição. Confirme o desenho do tanque e o referencial de medição antes de escolher o local de montagem.

O que o tubo de medição realmente indica

O tubo de medição é um tubo vertical que atravessa o teto, cujo diâmetro interno é especificado em conjunto com a antena, e que possui furos ou ranhuras para permitir a livre circulação do produto e do vapor. O radar instalado no topo do tubo mede o nível no seu interior. Normalmente, esse é o sinal de reflexão mais limpo do tanque: uma superfície calma e plana num tubo estreito, com quase nenhuma turbulência do vapor.

Mas o nível no interior do tubo só é útil se a comunicação com o tanque permitir que ele represente fielmente o nível real. Verifique três pontos na análise do projeto:

Durante um enchimento controlado, compare a leitura do tubo com uma referência independente aprovada em vários níveis. A medição manual só é adequada pelos acessos designados e conforme o procedimento da instalação; confirme que a comunicação entre o tubo e o tanque é suficientemente rápida para a resposta exigida do alarme.

A inclinação do teto é real e importa mais do que a exatidão do transmissor

Um teto flutuante de grandes dimensões não é um plano rígido. Inclina-se quando o produto é retirado por baixo de um dos lados e quando os pontões recebem cargas diferentes. A inclinação e o deslocamento admissíveis do teto resultam do projeto do tanque e da avaliação operacional; para a segurança, importa definir a cota do alarme em função do ponto mais alto que o produto ou o teto pode atingir, e não do nível médio.

A superfície do líquido e o teto flutuante são referências diferentes. O teto pode inclinar-se, ficar preso, apoiar-se nas pernas ou perder flutuabilidade enquanto a medição do líquido continua correta. Determine a menor cota limitante com base no projeto do teto, da vedação e do tanque; depois subtraia a subida de nível durante a deteção e a paragem do enchimento, a incerteza de medição e a margem operacional necessária. Pode ser necessário monitorizar separadamente a posição ou a inclinação do teto.

Exemplo de cálculo. Suponha que a cota limitante aprovada é 19.2 m, a borda livre exigida é 0.30 m, a margem para o teto calculada no projeto é 0.06 m e a incerteza de medição é 0.03 m. Estes termos resultam em 18.81 m antes de acrescentar qualquer afastamento adicional para o enchimento durante a deteção e a paragem. Esse valor só será um ponto de ajuste alto-alto completo depois de incluir a taxa de enchimento, o tempo de resposta e o fecho do elemento final.

Tetos flutuantes externos: medir o teto ou o produto

Um tanque de teto flutuante externo normalmente não possui um teto fixo acima da cobertura flutuante. O nível do produto é habitualmente medido num tubo tranquilizador estacionário, sustentado a partir de uma referência fixa do tanque. Em alternativa, um suporte externo fixo pode acompanhar um alvo no teto para monitorizar a sua posição. Uma abertura ou folga junto aos pontões não constitui automaticamente uma trajetória desobstruída e representativa para medir o líquido.

Acompanhar um alvo no teto indica a posição do teto, não diretamente o nível do líquido. A relação entre ambos muda com a flutuabilidade, a carga do teto, o apoio nas pernas e condições anormais do teto. O teto pode afundar no produto; por isso, a sua posição, por si só, não é um substituto geralmente aceitável para uma medição independente do líquido destinada à proteção contra transbordamento. Valide cada função em relação à variável que ela deve medir.

Escolha a variável que realmente precisa de controlar e só depois escolha a montagem. Não aceite um desenho padrão que mostre um transmissor «algures no topo».

Alarmes e independência num teto flutuante

A proteção contra transbordamento em tanques de teto flutuante segue a mesma lógica de independência de qualquer tanque: a camada alto-alto não deve partilhar um ponto único de falha com a camada de controlo. Uma arquitetura prática combina o radar contínuo no tubo de medição, para controlo e inventário, com um interruptor pontual independente — de boia ou de garfo vibratório num tubo ou bocal separado — ligado a uma entrada de disparo separada.

Tenha atenção a duas armadilhas de causa comum específicas dos tetos flutuantes:

Dois dispositivos que medem no mesmo tubo de medição obstruído falham em conjunto.

Dois dispositivos alimentados pela mesma caixa de junção no teto perdem a alimentação em conjunto quando o movimento do teto força um cabo.

Perguntas de projetos de teto flutuante

P1. Um transmissor pode servir tanto para inventário como para proteção contra transbordamento?

Pode fornecer informação para ambas as funções, mas a análise de segurança deve continuar a tratar um único dispositivo como uma só camada. Utilize um segundo sensor independente para o disparo alto-alto.

P2. O tubo de medição precisa de uma função de tranquilização própria?

O próprio tubo constitui o sistema de tranquilização. Os furos devem permitir que o nível acompanhe o nível do tanque dentro do tempo de resposta necessário; teste-o na colocação em serviço, comparando com uma fita de medição durante um enchimento controlado.

P3. O que acontece à leitura quando o teto se apoia nas pernas?

Num EFR, o nível do produto continua a descer abaixo da cota de apoio do teto; um radar no tubo de medição devidamente configurado pode continuar a medir enquanto o líquido permanecer na sua faixa útil; o tubo não precisa de estar completamente cheio. Confirme que o tubo se prolonga suficientemente para baixo para cobrir as faixas necessárias quando o inventário é baixo.

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Referências técnicas

• Guia de instalação para medição em tanques de teto flutuante