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UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 1 Treinamento em conformidade com a Norma Regulamentadora NR 13 PORTARIA MTB Nº 1.082 DE 18 DE DEZEMBRO DE 2018 D.O.U 20/12/2018 Portaria SEPRT n.º 915, de 30 de julho de 2019 D.O.U 31/07/2019 Edição : 2020 UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 2 Histórico O ASME (American Society of Mechanical Engineers) foi organizado em 16 de fevereiro de 1880 como uma Sociedade Técnica e Educacional de Engenheiros Mecânicos. Este código nasceu da necessidade de proteger a segurança do público e fornecer uma uniformidade na fabricação de caldeiras e vasos de pressão. Mesmo com as constantes explosões de caldeiras e vasos de pressão que havia no início do Século XIX, não havia nos EUA um código de projeto de caldeiras. Entre os anos de 1905 e 1911 houve na região de New England nos Estados Unidos, aproximadamente 1700 explosões de caldeiras e que resultou na morte de 1300 pessoas. Sem dúvida uma das mais importantes falhas de caldeiras e que resultou em explosão e, consequentemente, morte e ferimento de várias pessoas, ocorreu em 10/03/1905 na fábrica de sapatos Brockton. Esta explosão resultou na morte de 58 pessoas e ferindo gravemente outras 117, acabando com a fábrica. Em função disto o ASME foi chamado para elaborar um código de projeto. Foi esta catástrofe que em 1906 incumbiu o estado de Massachusets de impulsionar a formação de uma junta de 5 membros do ASME para elaborar e escrever Regras para o projeto e construção de Caldeiras. Assim foi formado um Comitê de Caldeiras e Vasos de Pressão e com este surgiu a primeira seção do código ASME para Vasos de Pressão Submetidos a Fogo (Caldeiras). Sua primeira edição foi em 15/12/1914, um livro com 114 páginas. Atualmente são 28 volumes com mais de 16000 páginas, sendo 12 volumes direcionados apenas para caldeiras nucleares. Esta seção do código tornou-se uma exigência obrigatória em todos os estados dos EUA que reconheceram a necessidade por um regulamento. Foi publicada então em 1914 e formalmente adotada na primavera de 1915. Antes da explosão da caldeira Depois da explosão da caldeira UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 3 Sumário 1.NOÇÕES DE FÍSICAS APLICADAS ....................................................................... 7 1.1 PRESSÃO ............................................................................................................. 7 1.1.1 PRESSÃO ATMOSFÉRICA ............................................................................... 7 1.1.2 PRESSÃO MANOMÉTRICA ( RELATIVA ) ...................................................... 7 Pressão absoluta ..................................................................................................................................8 Pressão negativa ou vácuo ...................................................................................................................9 1.1.3 PRESSÃO INTERNA DE CALDEIRAS ............................................................. 9 1.1.4 UNIDADES DE PRESSÃO .............................................................................. 11 1.2 TRANSFERÊNCIA DE CALOR .......................................................................... 12 1.2.1 NOÇÕES GERAIS : O QUE É CALOR , O QUE É TEMPERATURA ............. 13 1.2.2 MODOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR ................................................... 14 Condução .......................................................................................................................................... 14 radiação ............................................................................................................................................. 14 Convecção ......................................................................................................................................... 15 1.2.3 CALOR ESPECÍFICO E CALOR SENSÍVEL. ................................................. 15 Calor específico: ................................................................................................................................ 15 Calor sensível: ................................................................................................................................... 16 1.2.4 TRANSFERÊNCIA DE CALOR A TEMPERATURA CONSTANTE ................ 16 Calor latente ...................................................................................................................................... 16 DILATAÇÃO LINEAR ........................................................................................................................... 17 DILATAÇÃO SUPERFICIAL................................................................................................................... 17 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA ............................................................................................................... 18 RELAÇÃO ENTRE COEFICIENTES ........................................................................................................ 18 DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS ............................................................................................................... 18 DILATAÇÃO DA ÁGUA ........................................................................................................................ 18 DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS E LÍQUIDOS .............................................................................. 19 DILATAÇÃO DE CORPOS "OCOS" ....................................................................................................... 19 DILATAÇÃO ........................................................................................................................................ 20 1.3 TERMODINÂMICA ............................................................................................. 20 1.3.1 CONCEITOS .................................................................................................... 20 Sistema Termodinâmico .................................................................................................................... 20 1.3.2 VAPOR SATURADO E VAPOR SUPERAQUECIDO ...................................... 21 Vapor Úmido ou Saturado................................................................................................................. 21 UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 4 Vapor Seco ou Superaquecido ......................................................................................................... 21 1.4 MECANICA DOS FLUIDOS ................................................................................ 22 1.4.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS ...................................................................... 22 1.4.2 PRESSÃO DE ESCOAMENTO ....................................................................... 22 Principais Instrumentos para medição de vazão .............................................................................. 23 1.4.3 ESCOAMENTO DE GASES ............................................................................ 23 Classificação dos escoamentos compressíveis:................................................................................. 24 2. NOÇOES DE QUIMICA APLICADA ..................................................................... 25 2.1 DENSIDADE: ...................................................................................................... 25 2.2 SOLUBILIDADE .................................................................................................25 2.3 DIFUSÃO DE GASES E VAPORES ................................................................... 25 2.4 CARACTERIZAÇÃO DE ÁCIDOS E BASES ( ÁLCALIS ) – DEFINIÇÃO DE PH .................................................................................................................................. 26 2.5 FUNDAMENTOS BÁSICOS SOBRE CORROSÃO ........................................... 27 CORROSÃO : ...................................................................................................................................... 27 TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS................................................................................................ 29 Corrosão Galvânica ........................................................................................................................... 30 Corrosão por Tensão ......................................................................................................................... 31 Ataque Cáustico (“Caustic Embrittlement”) ..................................................................................... 32 Fragilização por Hidrogênio .............................................................................................................. 33 MÉTODOS FÍSICOS DE PREVENÇÃO DA CORROSÃO ......................................................................... 34 3.TOPICOS DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS.................... 36 Inspeção de Fabricação ..................................................................................................................... 36 Teste Hidrostático ............................................................................................................................. 37 Inspeção baseada em risco ............................................................................................................... 37 Inspeções de Segurança da NR 13 .................................................................................................... 37 Manutenção de Equipamentos ......................................................................................................... 38 4.CALDEIRAS – CONSIDERAÇÕES GERAIS ........................................................ 38 Definição de Caldeira: ....................................................................................................................... 38 APLICAÇÃO DAS CALDEIRAS .............................................................................................................. 41 4.1 TIPOS DE CALDEIRAS A VAPOR ................................................................... 42 4.1.1 CALDEIRAS FLAMOTUBULARES ................................................................. 42 FLAMOTUBULARES DE TUBOS VERTICAIS ......................................................................................... 43 CALDEIRAS DE TUBOS HORIZONTAIS ................................................................................................ 44 CALDEIRA LANCASTER ....................................................................................................................... 44 CALDEIRA MULTITUBULAR ................................................................................................................ 45 UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 5 CALDEIRA LOCOMOVEL ..................................................................................................................... 45 CALDEIRA ESCOCESA ......................................................................................................................... 46 4.1.2 CALDEIRA AQUATUBULAR .......................................................................... 49 Tipos de caldeiras aquatubulares:..................................................................................................... 49 4.1.3 CALDEIRAS ELÉTRICAS ............................................................................... 60 TIPOS DE CALDEIRAS ELÉTRICAS ....................................................................................................... 60 4.1.4 CALDEIRAS A COMBUSTÍVEL SÓLIDO: ...................................................... 62 4.1.5 CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS: ................................................. 63 4.1.6 CALDEIRAS A GÁS: ....................................................................................... 64 4.2 ACESSÓRIOS DE CALDEIRAS ......................................................................... 65 4.3 INSTRUMENTOS E DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE CALDEIRAS ........... 66 4.3.1 DISPOSITIVOS DE ALIMENTAÇÃO ............................................................... 66 4.3.2 VISOR DE NÍVEL ............................................................................................. 67 4.3.3 SISTEMA DE CONTROLE DE NÍVEL ............................................................. 67 4.3.4. INDICADIRES DE PRESSÃO ......................................................................... 68 4.3.5 DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA .................................................................. 68 4.3.6 DISPOSITIVOS AUXILIARES ......................................................................... 70 4.3.7 VÁLVULAS E TUBULAÇÕES ......................................................................... 72 Tubulações: ....................................................................................................................................... 77 Dimensões comerciais e características dos tubos ........................................................................... 79 Fabricação ......................................................................................................................................... 80 Conexões ........................................................................................................................................... 81 MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS .......................................................................................................... 83 Filtros provisórios e permanentes .................................................................................................... 92 4.3.8 – TIRAGEM DE FUMAÇA ............................................................................... 93 4.3.9 SISTEMA INSTRUMENTADO DE SEGURANÇA ........................................... 95 5. OPERAÇÃO DE CALDEIRAS .............................................................................. 97 5.1 PARTIDA DE CALDEIRAS DE COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS ........................... 100 Operação normal das caldeiras de combustíveis sólidos ............................................................... 101 No Funcionamento da Caldeira de combustíveis sólidos ............................................................... 101 5.1 PARADA DAS CALDEIRAS DE COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS ......................... 102 Pré-partida das caldeiras de combustível líquido e/ou gasoso....................................................... 102 5.1 PARTIDA DAS CALDEIRAS DE COMBUSTÍVEL LÍQUIDO E/OU GASOSO . 103 Operação normal das caldeiras de combustível líquido e/ou gasoso............................................. 103 5.1 PARADA DAS CALDEIRAS DE COMBUSTÍVEL LÍQUIDO E/OU GASOSO . 104 UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 6 5.2 REGULAGEM E CONTROLE ........................................................................... 104 5.2.1 De Temperatura ..................................................................................................................... 105 5.2.2 DE PRESSÃO ................................................................................................ 105 5.2.3 DE FORNECIMENTO DE ENERGIA ............................................................. 106 5.2.4 DO NÍVEL DE AGUA .....................................................................................106 5.2.5 DE POLUENTES ........................................................................................... 106 5.2.6 DE COMBUSTÃO .......................................................................................... 108 5.3 FALHAS DE OPERAÇÃO CAUSAS E PROVIDÊNCIAS................................. 109 5.5 OPERAÇÃO DE UM SISTEMA DE VARIAS CALDEIRAS .............................. 112 5.6 PROCEDIMENTOS EM SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA ............................... 113 6. TRATAMENTO DE ÁGUA DE CALDEIRAS ...................................................... 113 6.1 IMPUREZAS DA ÁGUA E SUAS CONSEQUÊNCIAS ..................................... 114 6.2 TRATAMENTO DE ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO .............................................. 115 TRATAMENTOS PRELIMINARES DA ÁGUA ...................................................................................... 117 CLARIFICAÇÃO/ FILTRAÇÃO ............................................................................................................. 117 PROCESSOS DE TROCA IÔNICA ........................................................................................................ 118 Desmineralização ............................................................................................................................ 119 PROCESSO DE OSMOSE REVERSA ................................................................................................... 120 OUTROS PROCESSOS DE ABRANDAMENTO .................................................................................... 121 DESTILAÇÃO .................................................................................................................................... 121 Tratamento Precipitante – Fosfato ................................................................................................. 121 Tratamento Quelante ...................................................................................................................... 122 Tratamentos Disperso-Solubilizantes (TDS7) .................................................................................. 123 REMOÇÃO DO OXIGÊNIO DA ÁGUA ................................................................................................ 126 Desaeração Química – Sequestrantes de Oxigênio ..................................................................... 127 CORROSÃO EM LINHAS DE CONDENSADO – AMINAS FÍLMICAS E NEUTRALIZANTES .................... 129 6.3 CONTROLE DE ÁGUA DE CALDEIRAS ......................................................... 130 7. PREVENÇÃO CONTRA EXPLOSÃO E OUTROS RISCOS .............................. 132 7.1 RISCOS GERAIS DE ACIDENTES E RISCOS À SAÚDE ............................... 132 7.2 RISCOS DE EXPLOSÃO .................................................................................. 136 7.3 ESTUDO DE CASOS ........................................................................................ 137 8. LEGISLAÇÃO E NORMALIZAÇÃO ................................................................... 138 NORMAS REGULAMENTADORAS - SEGURANÇA E SAÚDE DO TRABALHO ..................................... 138 8.1 NORMA REGULAMENTADORA 13 – NR13 ................................................... 139 CALDEIRAS, VASOS DE PRESSÃO, TUBULAÇÕES E TANQUES METÁLICOS DE ARMAZENAMENTO. 139 UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 7 1.NOÇÕES DE FÍSICAS APLICADAS 1.1 Pressão Grandeza normalmente definida como força por unidade de área. Em física, aplica- se o conceito geralmente aos fluidos. Quando um fluido é submetido a forças, exerce-se uma pressão sobre ele. Quanto maior a força, maior a pressão. A pressão é expressa no Sistema Internacional de Unidades em newton por metro quadrado (N/m²), unidade também denominada pascal ( Pa ). 1.1.1 Pressão atmosférica É a força exercida pela atmosfera na superfície terrestre. Esta força equivale ao peso dos gases que estão presentes no ar e que compõem a atmosfera. A pressão atmosférica pode variar de um lugar para o outro, em função da altitude e das condições meteorológicas (como a umidade e a densidade do ar). Ao nível do mar esta pressão é aproximadamente de 760 mmHg, ou 1 atm. Quanto mais alto o local, mais rarefeito é o ar e, portanto, menor a pressão atmosférica. O instrumento que mede a pressão atmosférica é o barômetro. 1.1.2 Pressão Manométrica ( relativa ) É determinada tomando-se como referência a pressão atmosférica local. Para medi- la, usam-se instrumentos denominados manômetros; por essa razão, a pressão relativa é também chamada de pressão manométrica. A maioria dos manômetros é UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 8 calibrada em zero para a pressão atmosférica local. Assim, a leitura do manômetro pode ser positiva (quando indica o valor da pressão acima da pressão atmosférica local) ou negativa (quando se tem um vácuo). Quando se fala em pressão de uma tubulação de gás, refere-se à pressão relativa ou manométrica. O Instrumento que mede a pressão relativa ou manométrica é o manômetro. Pressão absoluta É a soma da pressão relativa e atmosférica. No vácuo absoluto, a pressão absoluta é zero e, a partir daí, será sempre positiva. Importante: Ao se exprimir um valor de pressão, deve-se determinar se a pressão é relativa ou absoluta. Exemplo: 3 Kgf/cm² ABS - Pressão Absoluta 4 Kgf/cm² - Pressão Relativa O fato de se omitir esta informação na indústria significa que a maior parte dos instrumentos mede pressão relativa. As tabelas de vapor selecionam sempre as pressões absolutas. Ex. 1,0 Absoluta 100 °C 2,0 Kgf/cm² 119 °C 3,0 Kgf/cm² 132 °C UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 9 4,0 Kgf/cm² 142,9 °C Pressão negativa ou vácuo É quando um sistema tem pressão relativa menor que a pressão atmosférica. O instrumento que mede a pressão negativa é o vacuômetro, que é um manômetro invertido (se faz a leitura da esquerda para a direita). 1.1.3 Pressão Interna de Caldeiras UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 10 Cálculo da PMTA e da espessura mínima, conforme ASME VIII UG-27 Estresse circunferencial ( juntas longitudinais ) Estresse Longitudinal ( juntas circunferenciais ) UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 11 Conchas esféricas t = Espessura mínima P= Pressão máxima de trabalho admissível PMTA R= Raio interno S= valor máximo de tensão admissível E= Eficiência da Solda Nota: para utilização destas formulas devem ser consideradas as condições de contorno definidas na ASME VIII UG-27 1.1.4 Unidades de Pressão As principais Unidades de Pressão indicadas nas Caldeiras são: Sistema Métrico: kgf/cm² (quilograma força por centímetro quadrado) Unidade Inglesa: PSI (Pound, Square inch), ou Lbf/Pol² ( Libra força por polegada quadrada ). Sistema Internacional: N/m² = Pa ( Pascal ) Unidade Alemã: bar De acordo com o sistema Internacional SI, uma atm ( atmosfera ) corresponde a 101.325 Pa Abaixo temos uma tabela de conversão de unidades de pressão UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 12 Na pratica, usa-se, por aproximação, para converter Kgf/cm² em PSI, o fator “14,2”. Assim, pode-se dizer que uma Caldeira que trabalha a 150 PSI equivale à pressão de 10 Kgf/cm². 1.2 Transferência de Calor É da maior relevância para os profissionais interessados em sistema a vapor o conhecimento dos mecanismos de transferência de calor. De fato, seja nas situações em que se desejam altas taxas térmicas ou naquelas em que se pretende reduzir ao máximo osfluxos de calor, é naturalmente necessário entender como a energia flui apenas por uma diferença de temperatura. Os modos básicos de transferência de calor são três: - condução, - convecção e - radiação. Digamos que você pegue um copo de água gelada ou uma xícara de café quente e os deixa sobre a mesa da cozinha. O que irá acontecer? Simples: a xícara de café esfria e chega à temperatura ambiente e o copo de água se iguala à mesma temperatura. Isso é termodinâmica: se você coloca juntos dois objetos de temperaturas diferentes, a transferência de calor vai fazer com que ambos fiquem com a mesma temperatura. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 13 Se você quiser manter o café quente o máximo de tempo possível, isto é, se quiser reduzir ao máximo o processo natural de transferência de calor, reduza os três processos que geram a transferência: condução, radiação e convecção. 1.2.1 Noções Gerais: O que é Calor, o que é temperatura. O que é Calor?: O calor, que também pode ser chamado de energia térmica, corresponde à energia em trânsito que se transfere de um corpo para outro em razão da diferença de temperatura. Essa transferência ocorre sempre do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura até que atinjam o equilíbrio térmico. A unidade de medida mais utilizada para o calor é a caloria (cal), mas a sua unidade no Sistema Internacional é o Joule (J). A caloria é definida como a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1g de água em 1ºC. A relação entre a caloria e o Joule é dada por: 1 cal = 4,186 J O que é Temperatura? : A temperatura é uma grandeza física utilizada para medir o grau de agitação ou a energia cinética das moléculas de uma determinada quantidade de matéria. Quanto mais agitadas essas moléculas estiverem, maior será sua temperatura. O aparelho utilizado para fazer medidas de temperatura é o termômetro, que pode ser encontrado em 4 escalas: Celsius, Kelvin, Fahrenheit e Rankine. A menor temperatura a que os corpos podem chegar é chamada Zero absoluto, que corresponde a um ponto onde a agitação molecular é zero, ou seja, as moléculas ficam completamente em repouso. Essa temperatura foi definida no século XIX pelo cientista inglês Willian Thompson, mais conhecido como Lord Kelvin. O zero absoluto tem os seguintes valores: 0K – escala Kelvin é igual a -273,15 ºC – na escala Celsius. Escalas de Temperaturas UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 14 1.2.2 Modos de Transferência de Calor Condução - vamos começar com uma pergunta simples: o que é calor? O calor é uma quantidade de energia associada ao movimento dos átomos. Um átomo - "representa seu calor" - por meio da sua velocidade. Em temperatura zero absoluto, não há movimento de átomos (e por isso não há calor). Mas em qualquer temperatura acima dessa há movimentação dos átomos e por isso eles se "aquecem". O calor é transferido por condução quando um átomo colide com outro. É como se fossem pequenas bolas de bilhar colidindo: o segundo átomo adquire um pouco do movimento do primeiro. O calor é transferido por essas colisões. Condução radiação - um outro efeito do movimento de átomos é a vibração, que por sua vez causa o fenômeno de emissão de radiação infravermelha. De acordo com a Enciclopédia Britânica: " a radiação infravermelha é absorvida e emitida pelas rotações e vibrações de átomos unidos quimicamente ou por grupos de átomos e, assim, por vários tipos de materiais". A radiação infravermelha é uma forma de luz. http://www.hsw.com.br/atomos.htm http://www.hsw.com.br/luz.htm UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 15 Radiação Convecção - a convecção é um fenômeno que ocorre em líquidos e gases. Quando a parte de um líquido ou um gás esquenta, ela tende a se elevar acima do restante da substância. Se você coloca um prato de sopa sobre a mesa, ele aquece uma camada de ar ao seu redor. Essa camada sobe porque é mais quente que o ar ao redor. Ar frio preenche o espaço deixado pela movimentação de ar quente. Esse novo ar frio é então aquecido e se eleva, criando dessa forma um movimento cíclico Convecção 1.2.3 Calor Específico e Calor Sensível. Calor específico: Cada líquido, como a água, o óleo, o álcool, etc., necessita de uma quantidade de calor diferente para elevar de 14,5C a 15,5C um quilo do próprio liquido. Diz-se então que cada líquido ou cada substância tem seu calor específico. Assim, o calor específico da água é de 1kcal por cada quilo (Kcal/kg C.) O calor especifico do álcool é igual a 0,615 kcal/kg C. O calor especifico do petróleo é igual a 0,511 kcal/kg C. Esses valores dados representam, para cada substância, a quantidade de calor para elevar de 1C apenas 1 kg da própria substância. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 16 Quando quisermos saber a quantidade de calor necessária para aquecer, por exemplo, 100 kg de petróleo de 50C até 90C então calculamos: Calor especifico do petróleo vezes 100 kg, multiplicado por (90C - 50C), daí teremos:0,51 kcal/kg X 100Kg X 40C = 51 kcal/kg X 40C = 2.040 kcal Assim, matematicamente, a quantidade de calor, Q em kcal, para elevar M quilos de uma substância de t1C a t2C, sendo c o calor específico, é dada por: Q = mc (t2 - t1) Nota: Para os gases, o calor específico veria em função da pressão e do volume. Calor sensível: Calor sensível é aquele que provoca apenas uma variação de temperatura dos corpos, diferenciando-se do calor latente, que muda a estrutura física dos mesmos. O calor específico determina a quantidade de calor que uma unidade de massa precisa perder ou ganhar para que aconteça uma redução ou elevação de uma unidade de temperatura sem, contudo, alterar sua estrutura. Assim, se o corpo é sólido, continua sólido, se é líquido continua líquido e, se é gasoso, continua gasoso. O calor sensível é medido em cal/g.Cº. Essa medição irá nos informar a quantidade de calor (cal) que uma quantidade de massa (g) leva para aumentar ou diminuir sua temperatura (ºC). O calor sensível também é chamado de calor específico e se refere a uma unidade de massa, portanto não depende da massa do material considerado. 1.2.4 Transferência de Calor a Temperatura Constante Calor latente é a grandeza física relacionada à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passe do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e vice versa. Durante a mudança de fase a temperatura da substância não varia, mas seu estado de agregação se modifica. O calor latente pode assumir tanto valores positivos quanto negativos. Se for positivo quer dizer que a substância está recebendo calor, se negativo ela está cedendo calor DILATAÇÃO TÉRMICA De um modo geral, quando aumentamos a temperatura de um corpo (sólido ou líquido), aumentamos a agitação das partículas que formam esse corpo Isso causa um afastamento entre as partículas, resultando em aumento nas dimensões do corpo (dilatação térmica). CONTRAÇÃO: Por outro lado, uma diminuição na temperatura de um corpo acarreta uma redução em suas dimensões (contração térmica). http://pt.wikipedia.org/wiki/Grandeza_f%C3%ADsica http://pt.wikipedia.org/wiki/Calor http://pt.wikipedia.org/wiki/Massa http://pt.wikipedia.org/wiki/Subst%C3%A2ncia http://pt.wikipedia.org/wiki/Fase UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 17 DILATAÇÃO LINEAR Embora a dilatação de um sólido ocorra em todas as dimensões, pode predominar a dilatação de apenas uma das suas dimensões sobre as demais. Ou, ainda, podemos estar interessados em uma única dimensão do sólido. Nesse caso, temos a dilatação Linear (DL).DILATAÇÃO SUPERFICIAL A dilatação superficial corresponde à variação da área de uma placa quando submetida a uma variação de temperatura. As figuras a seguir representam uma placa retangular à temperatura To e à temperatura T >To . UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 18 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA Neste tipo de dilatação, vamos considerar a variação de volume, isto é, a dilatação nas três dimensões do sólido (comprimento, largura e altura). Veja o exemplo do quadro abaixo: RELAÇÃO ENTRE COEFICIENTES DE DILATAÇAO TÉRMICA DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS Os sólidos têm forma própria e volume definido, mas os líquidos têm somente volume definido. Assim o estudo da dilatação térmica dos líquidos é feita somente em relação á dilatação volumétrica. DILATAÇÃO DA ÁGUA Em países onde os invernos são rigorosos, muitas pessoas deixam suas torneiras gotejando para não permitir que a água contida no encanamento se congele, devido ao pequeno fluxo, e os canos arrebentem. Do mesmo modo, nas encostas rochosas desses países, com a chegada do inverno, as águas que se infiltraram nas rachaduras congelam-se e aumentam de volume, provocando um desmoronamento Em regra geral, ao se elevar a temperatura de uma substância, verifica-se uma dilatação térmica. Entretanto, a água, ao ser aquecida de 0 C a 4 C, contrai-se, constituindo-se uma exceção ao caso geral. Esse fenômeno pode ser explicado da seguinte maneira: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 19 No estado sólido , os átomos de oxigênio, que são muito eletronegativos, unem-se aos átomos de hidrogênio através da ligação denominada ponte de hidrogênio. Em consequência disso, entre as moléculas, formam-se grandes vazios, aumentando o volume externo (aspecto macroscópico). Quando a água é aquecida de 0 C a 4 C, as pontes de hidrogênio rompem-se e as moléculas passam a ocupar os vazios existentes, provocando, assim, uma contração. Portanto, no intervalo de 0 C a 4 C, ocorre, excepcionalmente, uma diminuição de volume. Mas, de 4 C a 100 C , a água dilata-se normalmente. Então, a 4 o C, tem-se o menor volume para a água e, consequentemente, a maior densidade da água no estado líquido. Observação: A densidade da água no estado sólido ( gelo ) é menor que a densidade da água no estado líquido, por isto o gêlo boia. DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS E LÍQUIDOS DILATAÇÃO DE CORPOS "OCOS" Corpos ocos se dilatam como se não fossem ocos. Um furo em uma chapa de ferro se dilata, quando aquecido, como se fosse maciça UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 20 Um cubo oco de cobre se dilata, quando aquecido, como se fosse sólido DILATAÇÃO 1.3 Termodinâmica A termodinâmica é o ramo da física que se dedica ao estudo das relações entre o calor e as restantes formas de energia. Analisa, por conseguinte, os efeitos das mudanças de temperatura, pressão, densidade, massa e volume nos sistemas a nível macroscópico. 1.3.1 Conceitos Sistema Termodinâmico Quando qualquer propriedade do sistema é alterada - por exemplo, pressão, temperatura, massa e volume -, afirma-se que houve uma mudança de estado no sistema termodinâmico. O caminho definido por uma sucessão de estados pelos quais o sistema passa é chamado processo. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 21 A seguir os principais tipos de processos de interesse: ■ Processo isobárico (pressão constante) ■ Processo isotérmico (temperatura constante) ■ Processo isocórico (isométrico) (volume constante) ■ Processo isoentálpico (entalpia constante) ■ Processo adiabático (sem transferência de calor) 1.3.2 Vapor Saturado e Vapor Superaquecido Vapor Úmido ou Saturado Quando o vapor se forma dentro d’água, surgem borbulhas que vão subindo até a superfície do líquido. Nessa ascensão são arrastadas pequenas gotas d’água. Esse vapor é chamado úmido ou saturado. Ele é facilmente conhecido quando se abre a válvula de uma caldeira para a atmosfera: apresenta-se como uma névoa branca que logo desaparece misturando-se com o ar. Vapor Seco ou Superaquecido Depois de gerado o vapor saturado dentro de uma caldeira, se o fizermos passar por uma serpentina e reaquecermos seus tubos por fora, vamos então evaporar as pequenas gotas d’água contidas no vapor saturado. Daí está formado o vapor seco ou vapor superaquecido. Abrindo-se a válvula de saída do vapor seco para a atmosfera nada observamos até uma distância de 2 ou 3 metros. O vapor seco ou superaquecido é semelhante a um gás e não pode ser observado. Só depois ele se satura em contato com o ar; aí então podemos observá-lo, já transformando em vapor úmido. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 22 1.4 Mecanica dos Fluidos A mecânica dos fluidos é a parte da física que estuda o efeito de forças em fluidos 1.4.1 Conceitos fundamentais Um fluido é caracterizado como uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando o quão pequena possa ser essa tensão. Os fluidos incluem os líquidos, os gases, os plasmas e, de certa maneira, os sólidos plásticos. A principal característica dos fluidos está relacionada a propriedade de não resistir a deformação e apresentam a capacidade de fluir, ou seja, possuem a habilidade de tomar a forma de seus recipientes. Esta propriedade é proveniente da sua incapacidade de suportar uma tensão de cisalhamento em equilíbrio estático. Os fluidos também são divididos em líquidos e gases, os líquidos formam uma superfície livre, isto é, quando em repouso apresentam uma superfície estacionária não determinada pelo recipiente que contém o líquido. Os gases apresentam a propriedade de se expandirem livremente quando não confinados (ou contidos) por um recipiente, não formando portanto uma superfície livre. A superfície livre característica dos líquidos é uma propriedade da presença de tensão interna e atração/repulsão entre as moléculas do fluido, bem como da relação entre as tensões internas do líquido com o fluido ou sólido que o limita. Um fluido que apresenta resistência à redução de volume próprio é denominado fluido incompressível, enquanto o fluido que responde com uma redução de seu volume próprio ao ser submetido a ação de uma força é denominado fluido compressível. 1.4.2 Pressão de Escoamento A transição entre o regime laminar e turbulento em dutos é sinalizada pelo número de Reynolds: https://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica https://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a https://pt.wikipedia.org/wiki/Fluido UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 23 Re D < 2300 Laminar Re D > 2300 Turbulento Principais Instrumentos para medição de vazão - Rotâmetro - Placa de Orificio - Tubos de Pitot - Medidores de vazão por ultrassom 1.4.3 Escoamento de Gases Escoamento compressível implica em grandes variações da massa específica num campo de escoamento. Os efeitos de compressibilidade surgem devido a grandes variações de velocidade, que por sua vez originam grandes variações de pressão, levando a grandes variações da massa específica e da temperatura. Pressão, densidade e temperatura de uma substância pura, podem ser relacionados através de uma equação de estado. Consideremos uma tubulação onde há um escoamento de gás através de uma seção como mostra a figura abaixo. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 24 A relação básica que descreve este escoamento é: onde: ΔV é o volume de gás que escoa através da seção num tempo Δt, e que normalmente é medido em litrospor segundo Q é o fluxo de gás, ou seja, a quantidade de gás que escoa por unidade de tempo, medida em torr-litros por segundo P é a pressão do gás neste ponto da tubulação, medida em torr S é a velocidade de bombeamento, ou seja, o volume de gás que escoa através da seção por unidade de tempo, medida em litros por segundo A maioria dos gases de interesse, as pressões e temperaturas moderadas, se comportam como gases ideais. Onde: V= Velocidade do objeto e C= Velocidade do som Escoamento incompressível: Ma < 0.3 (mesmo se o fluido é compressível!) Escoamento compressível: Ma > 0.3 Classificação dos escoamentos compressíveis: • escoamento subsônico 0.3 < Ma < 0.8 (não há onda de choque) UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 25 • escoamento transônico 0.8 < Ma < 1.2 ( início de formação de ondas de choque – vôo dificultado) • escoamento supersônico 1.2 < Ma < 3 • escoamento hipersônico Ma > 3 2. Noçoes de Quimica Aplicada Química é a ciência que estuda a composição, estrutura, propriedades da matéria 2.1 Densidade: Densidade é a relação existente entre a massa e o volume de um material, a uma dada pressão e temperatura. No SI (Sistema Internacional de Unidades), a unidade de densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m3). d= m V 2.2 Solubilidade Solubilidade é a propriedade física das substâncias de se dissolverem, ou não, em um determinado líquido. Denomina-se soluto, os compostos químicos que se dissolvem em outra substância. O solvente é a substância na qual o soluto será dissolvido para formação de um novo produto. KNO3 Nitrato de Potássio Para qualquer ponto em cima da curva de solubilidade, a solução é saturada. Para qualquer ponto acima da curva de solubilidade, a solução é supersaturada. Para qualquer ponto abaixo da curva de solubilidade, a solução é insaturada. 2.3 Difusão de Gases e Vapores A difusão dos gases é a sua passagem espontânea para outro meio gasoso. Segundo a Lei de Graham, a velocidade de difusão dos gases é inversamente proporcional à raiz quadrada de suas densidades. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 26 Fenômeno da Difusão de Vapor O vapor da água contido no ar, ao contrário da água, pode difundir lentamente através dos materiais isolantes, sempre que exista o correspondente gradiente de temperatura. E em caso de resfriamento, passa a condensar-se em forma de água. 2.4 Caracterização de Ácidos e Bases ( álcalis ) – Definição de PH Ácidos: Os ácidos são substâncias que liberam íons positivos de hidrogênio ou prótons (cátions ou ânions) numa solução aquosa; por esse motivo, são conhecidos como “doadores de prótons”. Além disso, os ácidos reagem com as bases, formando sais e água numa reação que se chama “reação de neutralização” Ácidos tem PH < 7 Potencial Hidrogênio Iônico (PH) Bases: uma base (também chamada de álcali) é qualquer substância que liberta única e exclusivamente o aníons OH- (íons hidróxido) em solução aquosa. As bases possuem baixas concentrações de íons H+ sendo consideradas bases as soluções que têm valores de pH acima de 7 Base: PH > 7 UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 27 2.5 Fundamentos Básicos sobre corrosão CORROSÃO : Corrosão pode ser definida como a destruição da estrutura de um metal através de reações químicas e/ ou eletroquímicas com o ambiente em que o mesmo se encontra. Podemos dizer que a corrosão é uma forma natural dos metais voltarem ao estado original em que eram encontrados na natureza, tais como nos minérios (óxidos); isto ocorre porque, nesta forma, os metais apresentam-se da maneira mais estável possível do ponto de vista energético. Seria como o exemplo de uma bola no alto de uma montanha: a bola tenderia a descer pela mesma, até atingir um estado de energia (potencial gravitacional, no caso) mais baixo possível. As sérias consequências dos processos de corrosão têm se tornado um problema de âmbito mundial, principalmente em relação aos aspectos econômicos. Nos EUA, por exemplo, a corrosão gera prejuízos da ordem de US$ 300 bilhões por ano, dados de 1995 (ROBERGE, 1999). Infelizmente, no Brasil, não dispomos de dados precisos sobre os prejuízos causados pela corrosão, mas acreditamos serem consideravelmente elevados Basicamente, a corrosão envolve reações de óxido-redução, ou seja, troca de elétrons. É um processo eletroquímico no qual o ânodo (espécie onde ocorre oxidação – perda de elétrons) que é consumido está separado por uma certa distância do cátodo, onde ocorre redução (ganho de elétrons). O fenômeno ocorre devido à existência de uma diferença de potencial elétrico entre estes dois locais. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 28 Apesar de diferir de um sistema para outro, o mecanismo básico proposto para o processo de corrosão é: 1. Na região anódica, átomos de ferro (Fe0) passam para o estado de oxidação II, formando Fe2+. 2. Como resultado da formação do Fe2+, dois elétrons migram através do metal para a área catódica. 3. Se houver oxigênio presente na água, o mesmo move-se para a área catódica e ingressa no circuito, usando os elétrons que migraram para o cátodo e formando íons hidroxila (OH-) na superfície do metal. O oxigênio até pode, devido à sua eletroafinidade, induzir a migração dos elétrons do ferro no cátodo. 4. Os íons OH- deslocam-se para a região anódica, onde reagem com os íons Fe2+ formando hidróxido ferroso, Fe(OH)2, que se deposita ao redor da área anódica. Esta etapa completa o ciclo básico do processo. 5. O hidróxido ferroso formado é instável e, na presença de oxigênio e/ ou íons hidroxila, forma-se hidróxido férrico Fe(OH)3. 6. O hidróxido férrico, por sua vez, tende a se decompor em Fe2O3, que é o óxido férrico, conhecido como ferrugem. Na figura a seguir, está ilustrado o processo aqui descrito. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 29 Analisando-se os mecanismos descritos podemos verificar que, se conseguirmos eliminar o oxigênio da água da caldeira, controlaremos os processos corrosivos elementares. Assim, a remoção do oxigênio é um dos mais importantes meios de se prevenir a corrosão nas caldeiras, e será comentada oportunamente. Um outro método consiste em manter o pH da água na faixa alcalina, o que elimina a chance de corrosão no metal por ataque ácido. TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS Várias formas de processos corrosivos são encontradas nos sistemas geradores de vapor. Apesar de muitos deles estarem relacionados e serem interdependentes, podemos destacar, resumidamente, os seguintes: “Pittings” (ou pites): São processos de corrosão localizada, pontuais e, na ausência de um controle eficiente, promovem grande penetração no metal da caldeira, chegando inclusive até a inutilização do equipamento. Geralmente os processos de corrosão por pitting são observados na seção vapor das caldeiras e acessórios pós-caldeira, sendo provocados em sua quase totalidade pelo ataque de oxigênio indevidamente presente na água. Um dos métodos de controle deste tipo de pitting é a desaeração mecânica conveniente da água de alimentação da caldeira, bem como a dosagem e manutenção de um residual adequado de sequestrante de oxigênio (sulfito de sódio, hidrazina,...). A corrosão localizada também ocorre sob depósitos, em locais de falha na estrutura cristalina do metal e em locais submetidos a tensões. Nas figuras seguintes são mostradas algumas ocorrênciasde pittings em caldeiras. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 30 CARCAÇA DE UMA CALDEIRA FOGOTUBULAR, MOSTRANDO OS PONTOS DE CORROSÃO LOCALIZADA (PITTINGS) DEVIDO À PRESENÇA DE OXIGÊNIO. TUBO DE SUPERAQUECEDOR VÍTIMA DE CORROSÃO POR OXIGÊNIO Corrosão Galvânica Este tipo de corrosão ocorre, basicamente, quando dois ou mais metais com diferença significativa de potenciais de oxidação estão ligados ou imersos em um eletrólito (tal como a água com sais dissolvidos). Um metal chamado de “menos nobre”, tem uma tendência a perder elétrons para um metal “mais nobre”, cuja tendência de perda é menor. Assim, o metal menos nobre torna-se um ânodo e é corroído. Este fenômeno também depende da área entre as regiões anódicas e catódicas, isto é, quanto menor for a área do ânodo em relação ao cátodo, mais rápida é a corrosão daquele. Um exemplo disso ocorre entre o cobre (mais nobre) e o aço carbono, menos nobre e que tem a sua taxa de corrosão acelerada. No quadro a seguir, encontra-se representada uma série galvânica de diferentes metais e ligas onde se pode visualizar a maior tendência à corrosão (áreas anódicas) ou menor tendência (área catódica). UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 31 Em aparelhos geradores de vapor, principalmente nas seções pré e pós- caldeira, é comum a construção de equipamentos auxiliares com ligas diferentes do aço empregado na caldeira. Isto acentua a corrosão galvânica e as medidas corretivas tem que ser tomadas, sob pena de um processo rápido de corrosão no metal menos nobre. Para minimizar a ocorrência de corrosão galvânica, recomenda-se evitar a construção de equipamentos utilizando metais ou ligas com potenciais de oxidação muito diferentes e evitar o contato elétrico direto entre os metais, colocando materiais isolantes entre os mesmos (plástico, borracha, etc). A manutenção de valores baixos de sólidos dissolvidos na água contribui para uma diminuição na condutividade elétrica da mesma e, assim, ajuda a minimizar os processos corrosivos como um todo, inclusive os de origem galvânica. Corrosão por Tensão UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 32 Já citada no item referente aos “pittings”, a corrosão sob tensão ocorre em áreas do metal submetidas a tensões e esforços, tais como nas operações de corte, soldagem, mandrilhamento de tubos, calandragem e dobramento de chapas, entalhamento de roscas, rebites, etc. Também aparecem em pontos de falha na estrutura cristalina do metal, tal como a presença de átomos metálicos diferentes da liga, espaços vazios no retículo, presença de átomos nos interstícios do mesmo, etc. A corrosão sob tensão pode causar prejuízos significativos quando atinge determinadas proporções. Os métodos de combatê-la são, na maioria, preventivos: alívio de tensões, escolha de material de boa qualidade para fabricação e reparos no equipamento, evitar operações que provoquem tensões excessivas no equipamento depois de montado, entre outros. Ataque Cáustico (“Caustic Embrittlement”) É um tipo de ataque que ocorre devido à excessiva concentração de alcalinidade hidróxida (íons OH-), provenientes normalmente da soda cáustica usada para manutenção do pH na faixa alcalina . Mesmo que no seio da água a concentração não esteja tão alta, nas camadas de líquido próximas à parede dos tubos a concentração é bem superior, devido à vaporização de água na região. Além disso, existem locais onde pode haver maior concentração de OH-, tais como sob depósitos/ incrustações, em locais submetidos a fluxos de calor muito altos (como ocorre quando a chama atinge os tubos), ou em tubos inclinados ou horizontais, nos quais há pouca quantidade de água no seu interior. Nessas áreas onde a concentração de hidroxilas é elevada, há uma reação das mesmas com o filme de magnetita (Fe3O4) que protege a superfície do metal. Removido o filme e exposto o aço, as hidroxilas em altas concentrações também reagem como o ferro. As reações envolvidas são: Para que o ataque cáustico se configure, também deve ocorrer a existência de pontos de tensão no local onde há a concentração dos íons OH-. A presença de sílica também auxilia no processo, direcionando o ataque do OH- para os limites do grão do metal e levando a um ataque intercristalino. Este processo causa fissuras na estrutura do metal, podendo ocasionar rupturas extremamente perigosas. Nas figuras seguintes são mostradas algumas ocorrências de ataque cáustico. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 33 FOTOGRAFIA MOSTRANDO FISSURA PROVOCADA POR ATAQUE CÁUSTICO (500X) TUBO DE 3” DE UMA CALDEIRA QUE SOFREU ATAQUE CÁUSTICO. PRESSÃO DE OPERAÇÃO: 150 Kgf/ cm² Fragilização por Hidrogênio É um processo que ocorre somente em caldeiras de pressões elevadas, digamos acima de 100 Kgf/ cm². É ocasionado pela presença de hidrogênio molecular (H) que pode se formar nas reações químicas presentes na caldeira, tal como aquela que causa o ataque cáustico. Devido ao seu pequeno tamanho, o hidrogênio produzido é capaz de penetrar no interior do metal e reagir com o carbono do aço, formando uma molécula de metano no interior do retículo A reação é: A formação da molécula de metano, relativamente grande, no interior do metal causa uma tensão enorme, o que pode causar ruptura. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 34 RUPTURA EM UM TUBO DE CALDEIRA (PRESSÃO DE OPERAÇÃO: 136 Kgf/ cm²) DEVIDO A FRAGILIZAÇÃO POR HIDROGÊNIO MÉTODOS FÍSICOS DE PREVENÇÃO DA CORROSÃO Tratamentos de Superfície: Têm por objetivo a formação de uma película protetora sobre o metal, impedindo seu contato direto com o meio. Este tratamento é muito importante durante a fabricação e montagem do equipamento, evitando que o mesmo sofra um processo corrosivo antes mesmo de entrar em operação. · Hibernação: Aplicado em caldeiras fora de operação ou em “stand-by”, a hibernação minimiza a ocorrência de corrosão na superfície interna da caldeira. Os métodos mais simples costumam empregar residuais elevados de sulfito de sódio e a manutenção de um pH adequado, normalmente feito com soda cáustica. Deve-se atentar para o completo enchimento da caldeira e o fechamento de todas as válvulas e aberturas existentes no equipamento. Alguns processos de hibernação são feitos a seco, colocando-se agentes dessecantes no interior do equipamento; são métodos menos eficientes que os anteriores. Externamente, também devemos nos preocupar com o ataque da corrosão. Assim, a manutenção adequada do equipamento, o isolamento térmico, cobertura ou telhado adequado, revestimentos, alvenaria e pinturas devem sempre ser verificados e corrigidos. Deve-se também evitar a lavagem de qualquer seção do lado fogo e as infiltrações de água no equipamento. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 35 Corrosão externa CORROSÃO EM LINHAS DE CONDENSADO – AMINAS FÍLMICAS E NEUTRALIZANTES Aminas fílmicas são continuamente adicionadas na água de alimentação de caldeiras para proteger as superfícies metálicas da corrosão causada pelo oxigênio dissolvido e pelo dióxido de carbono na água condensada. A amina forma uma película fina na superfície metálica que repele a água potencialmente corrosiva. São fenômenos que ocorrem com frequência nos sistemas de geração, distribuição e utilização de vapor.O condensado é uma água praticamente pura, com uma tendência elevada de dissolver o material com o qual mantém contato. Além disso, os condensados podem apresentar um caráter ácido devido à formação de ácido carbônico, originado da decomposição térmica de íons carbonato e bicarbonato presentes na água da caldeira. Nas equações seguintes é possível visualizar este processo: O gás carbônico produzido por essa decomposição sai junto com o vapor e, na condensação, dissolve-se formando ácido carbônico. Este se dissocia e forma íons H+, responsáveis pelo abaixamento do pH e pela corrosão ácida encontrada nesses sistemas. As reações são: Na fotografia seguinte pode-se visualizar o efeito da corrosão nas linhas de condensado. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 36 INTERIOR DE UMA LINHA DE RETORNO DE CONDENSADO QUE SOFREU PROCESSO INTENSO DE CORROSÃO Para evitar este problema, é feita uma dosagem de um produto alcalino volátil, que tenha capacidade de vaporizar-se junto com o vapor de água e, no momento da condensação deste, promover a neutralização do condensado resultante. Um dos produtos usados é a amônia, na forma de solução aquosa como hidróxido de amônio (NH4OH). No entanto, a amônia causa corrosão em cobre, impedindo sua utilização em sistemas onde este metal ou alguma de suas ligas esteja presente. Além disso, a amônia é muito volátil e tende a se acumular somente nas áreas mais frias do sistema, deixando desprotegidos os pontos com temperatura mais elevada. Para contornar este problema, o uso de aminas específicas, com diferentes volatilidades, tem sido empregado com sucesso. Os principais produtos são: morfolina, ciclohexilamina e dietilaminoetanol. Além das aminas neutralizantes, existem também as chamadas aminas fílmicas, que apresentam o seguinte princípio de atuação: um dos extremos da molécula da substância consegue se adsorver firmemente na superfície metálica, formando um delgado filme. O outro extremo tem características hidrofóbicas, ou seja, consegue repelir a água. A formação desse filme protege o metal e minimiza a ocorrência dos processos corrosivos. As aminas dotadas desta propriedade mais utilizadas são a octadecilamina e o acetato de octadecilamina. TUBO QUE RECEBEU TRATAMENTO COM AMINA FÍLMICA. OBSERVAR A REPULSÃO EXERCIDA NAS GOTAS DE ÁGUA 3.Topicos de Inspeção e Manutenção de Equipamentos. Inspeção de Fabricação Todo equipamento deve ser inspecionado conforme normas de fabricação e requisitos do cliente; ASME ANSI/ASME ABNT Diretrizes contratuais; Planos da Qualidade; Planos de Inspeção e Testes; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 37 Todos os ensaios e qualificação de pessoal para fabricação e inspeção do equipamento devem seguir as exigências das normas de projeto e requisitos do cliente; Ensaios não destrutivos; Ensaio visual; Dimensional; Teste Hidrostático; Ensaios Mecânicos; Teste Hidrostático TH para caldeiras : PMTA x 1,5 Inspeção baseada em risco Conforme API RP 581: Risco relativo (probabilidade x consequência) Classifica os equipamentos para inspeção (Pareto) Prioriza a atuação nas paradas Exige conhecimento dos mecanismos de dano para cada componente Limitado pela NR 13 (prazos); Inspeções de Segurança da NR 13 Objetiva o controle sobre o estado dos equipamentos, buscando resguardar a integridade física dos empregados (CLT) em função da energia potencial acumulada; Definição de responsabilidades; Penalidades em caso de descumprimento e/ou acidentes Deve ser realizada conforme frequência e periodicidade estabelecida na NR13 UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 38 Manutenção de Equipamentos E uma exigência normativa da NR13 que todos os equipamentos enquadrados na NR13 tenham um programa de manutenção preventiva ou preditiva. Reparos ou alterações devem seguir o código de projeto Projetos de alteração ou reparo: Concepção prévia; Elaborado ou aprovado por PH; Determinar materiais, procedimentos, controle de qualidade e qualificação do pessoal; Os problemas normalmente ocorrem quando os operadores e/ou setor responsável pela manutenção-inspeção; pegam "atalhos" em vez de seguir o protocolo de vistoria e manutenção exatamente. É normativo que os modelos de caldeiras utilizem válvulas de segurança para controlar a quantidade de pressão interna gerada pelo equipamento. Comumente uma válvula com mola é pré-definida para ser liberada ou aparecer a um dado nível de pressão. O excesso de vapor escapa através da válvula de segurança e evita o acidente. Às vezes, essas válvulas ficam corroídas e desgastadas, impedindo-as de funcionar como projetado. As caldeiras devem ter programações de manutenção preventiva ou preditiva para testar e substituir quaisquer válvulas e componentes inoperantes. O interior do tubulão deve ser limpo e examinado periodicamente para monitorar o estado do caldeira. Se a corrosão fica no interior do tubulação, o metal torna-se frágil e até mesmo as soldas usadas para selar o vaso podem desenvolver pontos fracos. Os minerais e os produtos naturais encontrados dentro da composição da água em si podem também ser causas de uma explosão. O motivo para que esse acidente seja tão prejudicial é que o vapor ocupa um espaço 1.600 vezes maior do que a água. Quando essa força poderosa tem apenas um espaço pequeno para escapar, tenta deixar a área de uma só vez. O poder de toda a pressão de vapor libertado uma vez durante uma explosão é similar àquela causada pela detonação de uma enorme quantidade de explosivos ou pólvora. 4.Caldeiras – Considerações Gerais Definição de Caldeira: São equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à pressão atmosférica, utilizando qualquer fonte como combustão ou energia elétrica A importância do calor e as funções das caldeiras – as linhas de vapor O uso do calor (não necessariamente o fogo) acompanha a história do homem até hoje. Usa-se o calor em muitas funções, tais como: A) Em temperaturas de 0° a 200 °C: • aquecer a água para a higiene pessoal; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 39 • cocção (cozimento) de alimentos; •em regiões frias, para calefação doméstica (aquecimento do ambiente interno); • em autoclaves, fazendo-se esterilização de instrumentos ou produtos em geral; • recauchutagem de pneus aplicando sob pressão e alta temperatura nova banda de borracha à carcaça de um pneu velho; • em processos industriais, os mais variados. B) em mais altas temperaturas maiores que 200 °C: • em máquinas a vapor, quando a função do vapor é movimentar eixos, como, por exemplo, nas velhas locomotivas ou navios a vapor; turbinas a vapor • soldas de materiais, fabricando-se, assim, peças; • fornos específicos; • fundições. Locomotiva a vapor, vulgo “Maria Fumaça” A água vira vapor e todo o vapor é expelido (expulso) para a atmosfera, e na sua expulsão gira um eixo motor da locomotiva. Nas velhas locomotivas a vapor, pela garbosa chaminé, saíam: • o vapor usado para acionar eixos motores; • os gases queimados da combustão. Havia um local específico para a saída de um vapor especial: era o vapor que acionava o inconfundível apito da locomotiva (vapor do apito). UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 40 Panela de pressão Na panela de pressão não há consumo contínuo de água, pois toda ela, a menos de perda pela válvula de alívio, se transforma em vapor, que é usado aumentando a temperatura interna da panela. Com o aumento da pressão e aumento da temperatura, a cocção (cozimento) se acelera. Essa é a vantagem da panela de pressão. Com a transformação do líquidodentro da panela (todo uso de panela tem que ter água ou líquido rico em água), a água vira vapor e aumenta enormemente a pressão dentro da panela. O aumento da pressão acelera o cozimento. O cozimento do feijão (cereal) com água leva quatro horas (duzentos e quarenta minutos) em panela comum (sem pressão) e leva cerca de vinte minutos para o mesmo cozimento em panela de pressão. A temperatura de ebulição da água numa panela de pressão e face à essa pressão é da ordem de 120 °C. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 41 Principio de Funcionamento APLICAÇÃO DAS CALDEIRAS Indústria têxtil, química, alimentícia, hospitalar, cimento, frigoríficos, hospitais, hotéis, etc. Além destes muitos outros setores utilizam das caldeiras como equipamentos para gerar energia aplicável a diversos fins. O vapor produzido em um gerador de vapor pode ser usado de diversas formas • · em processos de fabricação e beneficiamento; • · na geração de energia elétrica; • · na geração de trabalho mecânico; • · no aquecimento de linhas; • · na prestação de serviços. Nos processos de fabricação e de beneficiamento, o vapor é empregado em: • · bebidas: nas lavadoras de garrafas, tanques de xarope, pasteurizadores. • · Indústrias madeireiras: no cozimento de toras, secagem de tábuas ou lâminas em estufas, em prensas para compensados. • · Indústria de papel e celulose: no cozimento de madeira nos digestores, na secagem com cilindros rotativos, na secagem de cola, na fabricação de papelão corrugado • Curtumes: no aquecimento de tanques de água, secagem de couros, estufas, prensas, prensas a vácuo. • · Indústrias de laticínios: na pasteurização, na esterilização de recipientes, na fabricação de creme de leite, no aquecimento de tanques de água, na produção de queijos, iogurtes e requeijões (fermentação). • · Frigoríficos: nas estufas para cozimento, nos digestores, nas prensas para extração de óleo. • · Indústria de doces em geral: no aquecimento do tanque de glicose, no cozimento de massa em panelas sob pressão, em mesas para o preparo de massa, em estufas. • · Indústria de vulcanização e recauchutagem: na vulcanização, nas prensas. • · Indústrias químicas: nas autoclaves, nos tanques de armazenamento, nos reatores, nos vasos de pressão, nos trocadores de calor. • · Indústria têxtil: utiliza vapor no aquecimento de grandes quantidades de água para alvejar e tingir tecidos, bem como para realizar a secagem em estufas. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 42 • · Indústria de petróleo e seus derivados: nos refervedores, nos trocadores de calor, nas torres de fracionamento e destilação, nos fornos, nos vasos de pressão, nos reatores e turbinas. • · Indústria metalúrgica: nos banhos químicos, na secagem e pintura. • Usinas de Açúcar e Álcool :Entre todos os setores industriais, o sucroalcooleiro é um dos consumidores mais intensivos de vapor, tanto para o processo produtivo, a própria fabricação, como para geração de energia mecânica e elétrica 4.1 TIPOS DE CALDEIRAS A VAPOR O vapor é o fluído de transferência mais versátil e de uso mais difundido; mas acima de 100 °C requer pressurização e acima de 200 °C a pressão necessária sobe rapidamente tornando o uso de vapor d’água cada vez mais vantajoso porém exigem equipamentos mais caros e de segurança e outras desvantagens de causar corrosão ao sistema. Quanto a forma de construção as caldeiras podem ser : ➢ Flamotubulares ➢ Aquatubulares ➢ Mistas Quando ao combustível: Temos : • Caldeiras elétricas • Caldeiras a combustíveis sólidos • Caldeiras a combustíveis líquidos • Caldeiras a gás • Caldeiras Mista • Caldeiras de recuperação • Caldeiras nucleares Quanto ao Sistema de Tiragem: A) Tiragem natural B) Tiragem forçada C) Tiragem balanceada ou induzida 4.1.1 Caldeiras flamotubulares São formadas por um vaso cilíndrico com chapas denominadas espelhos onde estão mandrilhados os tubos. Na parte interna deste vaso há um tubulão que serve de fornalha. A água circula no interior do vaso. As caldeiras tubulares são usadas para pressões de até 20 a 22 kgf/cm 2 e produção de vapor até valores de 20000 kg/h. São caldeiras onde a os gases provenientes da combustão (fonte de aquecimento), circulam pelo interior dos tubos, e água circula no lado externo. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 43 Podem ser verticais e horizontais. Apresentam um grande volume de água. Esta caldeiras geram somente vapor saturado ou no máximo ligeiramente superaquecido. As caldeiras flamotubulares ou fogotubulares são aquelas em que os gases provenientes da combustão (gases quentes) circulam no interior dos tubos, ficando por fora a água a ser aquecida ou vaporizada. representação esquemática da caldeira flamotubular Tipos de caldeiras flamotubulares • Caldeiras de tubos verticais • Caldeiras de tubos horizontais: - Cornuália - Lancaster - Multitubular - Multitubular locomóvel - Escocesa FLAMOTUBULARES DE TUBOS VERTICAIS Os tubos são colocados verticalmente num corpo cilíndrico, fechado nas extremidades por placas chamadas espelhos. A fornalha interna fica no corpo cilíndrico, logo abaixo do espelho inferior. Os gases de combustão sobem através dos tubos, aquecendo e vaporizando a aguda que se encontra externamente aos mesmos. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 44 CALDEIRAS DE TUBOS HORIZONTAIS Esse tipo de caldeira abrange várias modalidades, desde as caldeiras, Cornuália e Lancaster de grande volume de água, até as modernas unidades compactas. As principais caldeiras horizontais apresentam tubulões internos por onde passam gases quentes. Podem ter 1 a 4 tubos de fornalha. Caldeira Cornuália: consiste de 2 cilindros horizontais unidos por placas planas, com baixo rendimento de 12 a 14 kg de vapor/m² para uma superfície de aquecimento de 100 m² CALDEIRA LANCASTER Construída de dois a quatro tubulões. Área de troca térmica de 120 a 140 m². Vaporização de 15 a 18 kg de vapor/m². UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 45 CALDEIRA MULTITUBULAR Fornalha externa - Construída em alvenaria instalada abaixo do corpo cilíndrico CALDEIRA LOCOMOVEL Apresenta dupla parede em chapa na fornalha. Usada em serrarias e em campos de petróleo. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 46 CALDEIRA ESCOCESA Queima de óleo ou gás Pressão máxima 18 kgf/cm² Rendimento térmico 83% Caldeiras flamotubulares As que mais tem causado acidentes com vítimas. Nas caldeiras flamotubulares os produtos gasosos resultados da queima do combustível, são adequadamente direcionados para circularem nas partes internas dos tubos de troca de calor, os quais estão circundados com a água que queremos transformar em vapor UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 47 Caldeira com tubos de fogo era mais comum nos anos 1800. Ela consiste em um tanque de água atravessado por canos. Os gases quentes do fogo de carvão ou madeira atravessam os canos para esquentar a água no tanque, como mostrado aqui: Partes das caldeiras flamotubulares O feixe tubular, ou tubos de fogo, é composto de tubos que são responsáveis pela absorção do calor contido nos gases de exaustão usados para o aquecimento da água. Ligam o espelho frontal com o posterior, podendo ser de um, dois ou três passes. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.brPágina 48 Componentes de uma caldeira flamotubular típica. Vantagens e desvantagens das caldeiras flamotubulares As principais vantagens das caldeiras deste tipo são: • custo de aquisição mais baixo .. construção fácil; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 49 • exigem pouca alvenaria; • atendem bem a aumentos instantâneos de demanda de vapor. • não exigem tratamento de água muito apurado Como desvantagens, apresentam: • baixo rendimento térmico; • partida lenta devido ao grande volume interno de água; • limitação de pressão de operação (máx. 22 kgf/cm²); • baixa taxa de vaporização (kg de vapor / m² . hora); • capacidade de produção limitada; • dificuldades para instalação de economizador, superaquecedor e pré- aquecedor • ocupam muito espaço em relação a área do equipamento; • circulação deficiente de água; • apresenta sérios problemas de incrustação e depósito no lado dos gases; • maior dificuldade para manutenção; • o fogo e os gases têm contato direto com a chaparia provocando maior desgaste. 4.1.2 Caldeira Aquatubular A água circula no interior dos tubos aquecidos por fora pelos gases de combustão. A circulação da água nos tubos funciona pelo principio da diferença de densidade ou seja a água aquecida fica mais leve e sobe enquanto a água mais fria, sendo pesada desce, desta forma é criado um movimento contínuo nos tubos ligados aos tubulões até que a água entre em ebulição. Nas caldeiras tubulares são usadas pressões de até 200 kgf/cm 2 , temperatura de 200 0 C a produção de vapor vai até valores de 750 toneladas de vapor por hora. Essas caldeiras possuem: maior área de absorção de calor; maior capacidade de vaporização e rápida resposta às variações de carga. Pelas suas características e economia é hoje a mais aplicadas em grandes instalações e termoelétricas. Tipos de caldeiras aquatubulares: • Caldeiras aquatubulares de tubos retos, com tubulão transversal ou longitudinal; • Caldeiras aquatubulares de tubos curvos, com diversos tubulões transversais ou longitudinais utilizados na geração (máximo 5); • Caldeiras aquatubulares de circulação positiva; • Caldeiras aquatubulares compactas. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 50 Por trabalharem com pequeno volume d’água necessitam de sistemas de controles e alarmes eficientes para sua segurança operacional. A operação baseia-se na diferença de densidade conseguida pelo diferencial de temperatura existente entre o conjunto dos tubos geradores de vapor e os tubos economizadores (não vaporizantes). Se os tubos "A" (geradores de vapor) estiverem a uma temperatura superior a dos tubos "B" (não vaporizantes), a densidade dA da água nos tubos "A" será menor que a densidade dB nos tubos "B". Caldeiras aquatubulares de tubos retos Consistem de um feixe tubular de transmissão de calor, com uma série de tubos retos e paralelos, interligados a uma câmara coletora. Essas câmaras comunicam-se com os tubulões de vapor (superiores), formando um circuito fechado por onde circula a água. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 51 Vantagens e desvantagens das caldeiras aquatubulares de tubos retos • As principais vantagens das caldeiras deste tipo são: - Facilidade de substituição dos tubos; - Facilidade de inspeção e limpeza; - Não necessitam de chaminés elevadas ou tiragem forçada. - São de menores dimensões; - Menores temperaturas na câmara de combustão, com maior aproveitamento do calor; - Maior vaporização específica. Unidades médias alcançam 30kg vapor/m²/hora. - Em caldeiras com tiragem forçada conseguem-se ate 200kg vapor/m²/hora; - Dispensam refratários de alta qualidade, por serem dotadas de paredes de água. Como desvantagens apresentam: - Necessidade de dupla tampa para cada tubo, (espelhos); - Baixa taxa de vaporização específica; - Rigoroso processo de aquecimento e de elevação de carga (grande quantidade de material refratário). - Alto custo inicial; - Baixa taxa de vaporização específica; Caldeiras aquatubulares de tubos curvos Com o objetivo de aproveitar melhor o calor irradiado na fornalha, reduziu-se o número e o diâmetro dos tubos, e acrescentou-se uma parede de água em volta da fornalha. Isso serviu como meio de proteção do material refratário com o qual a parede da fornalha é construída, além de aumentar a capacidade de produção de vapor. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 52 Não apresentam limites de capacidade de produção de vapor. A forma construtiva foi idealizada por Stirling, interligando os tubos curvos aos tubulões por meio de solda ou mandrilagem. Esta caldeira pode ter de três a cinco, o que confere a este tipo de gerador de vapor maior capacidade de produção. DE TUBOS CURVOS COM PAREDE DE ÁGUA UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 53 Vantagens das caldeiras aquatubulares de tubos curvos: • Redução do tamanho da caldeira; • Queda da temperatura de combustão; • Vaporização específica maior, variando na faixa de 30 kg de vapor/m² a 50 kg de vapor/m² para as caldeiras com tiragem forçada; • Fácil manutenção e limpeza; • Rápida entrada em regime; • Fácil inspeção nos componentes. Caldeiras compactas • Dentro da categoria das caldeiras de tubos curvos surgiram as caldeiras compactas. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 54 • Com capacidade média de produção de vapor em torno de 30 ton/h, elas são equipamentos apropriados para instalação em locais com espaço físico limitado • Por se tratar de equipamento compacto, apresenta limitações quanto ao aumento de sua capacidade de produção. Caldeira de circulação positiva • A circulação da água nas caldeiras ocorre por diferenças de densidade, provocada pelo aquecimento da água e vaporização, ou seja circulação natural. Se a circulação for deficiente, poderá ocorrer um superaquecimento localizado, com consequente ruptura dos tubos. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 55 As vantagens das caldeiras de circulação positiva são: - Tamanho reduzido; - Não necessitam de grandes tubulões; - Rápida geração de vapor; - Quase não há formação de incrustações, devido à circulação forçada. As desvantagens são: - Paradas constantes, com alto custo de manutenção; - Problemas constantes com a bomba de circulação, quando operando em altas pressões. Caldeiras de leito fluidizado Fluidização Como é sabida, a técnica da combustão em leito fluidizado, não sendo nova, não tem sido muito desenvolvida nem aproveitada, nomeadamente em Portugal. Esta tecnologia de queima tem imensas vantagens sobre as técnicas convencionais de combustão, pois aplica-se tanto aos combustíveis líquidos pesados, como ao carvão, à biomassa e até aos lixos. O princípio da fluidização é conhecido e bastante simples, pois é suficiente introduzir ar numa câmara através de uma placa perfurada colocada na base. Esta câmara contém areia com uma granulometria fina, que se começa a agitar quando uma determinada quantidade de ar é introduzida. O nível de funcionamento do leito fluidificou é muito importante, pois ao mesmo tempo em que se torna necessário ter uma boa fluidização, não podemos ter um valor de ar exagerado, pois corre-se o risco das partículas de areia saírem da câmara de combustão e serem arrastadas para as outras secções da caldeira. Combustão de Leito Fluidizado Para se iniciar a combustão, o leito de areia tem que ser aquecido,por exemplo através de um queimador a gás, sendo então introduzido o combustível que se pretende queimar. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 56 Devido ao violento e constante movimento das partículas de areia e do combustível, a temperatura através do leito é quase constante e de relativo fácil controlo. A temperatura de funcionamento deve variar entre os 800ºC e os 900ºC. Para estabilizar a temperatura do leito são introduzidos no mesmo tubos com água em circulação. Devido à movimentação contínua do leito o coeficiente de transmissão de calor é muito elevado, chegando a ser 5 vezes mais elevado do que o usual coeficiente por convecção. Em termos ambientais é uma combustão muito favorável, pois devido às baixas temperaturas de combustão, a emissão de NOx é muito baixa. A nível de emissão de SO2 também é facilmente controlável, devido à possibilidade de adição de calcário no leito que absorve o enxofre libertado. Caldeira de recuperação A função do sistema de recuperação não consiste, unicamente, em recuperar produtos químicos, com um mínimo de perda , mas também consiste em : Produzir vapor para diversas operações, tais como cozimento e secagem, reduzindo os custos com energia elétrica; Produzir um licor de cozimento com composição adequada a sua reutilização; Eliminar parte dos efluentes com potencial poluidor; Neste setor é feito a recuperação do licor que é usado no cozimento e na lavagem da polpa celulósica. Principais partes de uma caldeira aquatubular A - Cinzeiro - Lugar onde depositam as cinzas e ou eventualmente restos de combustíveis que atravessam o suporte de queima sem completarem sua combustão. B - Fornalha- Local onde se instala a início do processo de queima, seja para a queima de combustíveis sólidos, líquidos ou gasosos. C. Câmara de combustão - Volume onde se deve extinguir toda a matéria combustível antes dos produtos de combustão atingirem e penetrarem no feixe de absorção do calor por convecção. Esta câmara por vezes se confunde com a própria fornalha dela fazendo parte, Outras vezes separa-se completamente. A câmara de combustão pode ser constituída pela própria alvenaria refratária, ou revestida de tubos (parede de água), ou integralmente irradiada. D. Tubulão de vapor- Corresponde ao vaso fechado, à pressão, com tubos, contendo a água no seu interior, que ao receber calor se transforma em vapor E. Superaquecedor - Responsável pela elevação da temperatura do vapor saturado gerado na caldeira. Todo o vapor ao passar por este aparelho se superaquece. F. Economizador - Onde a temperatura da água de alimentação sofre elevação, aproveitando o calor sensível residual dos gases da combustão, antes de serem eliminados pela chaminé. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 57 G. Aquecedor de ar - Também conhecido como pré-aquecedor de ar, cuja função é aquecer o ar de combustão para a seguir introduzi-lo na fornalha, graças ao aproveitamento do calor sensível dos gases da combustão. H. Canais de gases- São trechos intermediários ou finais de circulação dos gases de combustão até a chaminé. Estes canais podem ser de alvenaria ou de chapas de aço. I. Chaminé- É a parte que garante a circulação dos gases quentes da combustão através de todo o sistema pelo chamado efeito de tiragem. Quando a tiragem, porém, é promovida por ventilador exaustor, sua função se resume no dirigir os gases da combustão para a atmosfera. Neste caso se diz que a tiragem é induzida. A circulação dos gases também poderá ser assegurada por um ventilador soprador de ar de combustão com pressão suficiente para vencer toda a perda de carga do circuito. Neste exemplo, a tiragem se diz forçada. Tomando por base a unidade mais complexa, a figura abaixo permite identificar os componentes clássicos e o princípio de funcionamento da instalação. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 58 Tubulão de Vapor 1 - Área dos tubos de descida da água do feixe tubular (downconers). 2 - Área de tubos vaporizantes (riser) que descarregam a mistura de vapor e água contra a chicana 6. 3 - Área dos tubos do superaquecedor, mandrilados no tambor . 4 - Filtro de tela ou chevron. 5 - Tubo de drenagem da água retirada no filtro. 6 - Tubo distribuidor da água da alimentação; observa-se a posição dos furos. 7 - Tubo coletor de amostra de água e de descarga contínua. 8 - Chicana. Tubulão de Vapor Tubulão inferior O tubulão inferior, ou tambor de lama, também é construído em chapas de aço UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 59 carbono. Nele, estão mandrilados tanto os tubos de água que descem do tubulão superior quanto os tubos de vaporização que sobem para o tubulão superior. No tubulão inferior está instalado tomado para purga ou descarga de fundo, utilizadas para remover parte da lama e resíduos sólidos originários do processo e que podem causar corrosão, obstrução e superaquecimento. A qualidade do tratamento de água de alimentação da caldeira e os tratamentos e análises do processo determinam a periodicidade das descargas a serem efetuadas. PAREDE D’ÁGUA: é formada por tubos que estão em contrato direto com as chamas e os gases PAREDE D’ÁGUA COM TUBO TANGENTE PAREDE D’ÁGUA COM TUBOS ALETADOS FORNALHA Conhecida como câmara de combustão, é o local onde se processa a queima do combustível. Pode ser dividida em: - Fornalha para queima de combustível sólido: são as que possuem suportes e grelhas; - Fornalha com grelhas basculantes: usada para queima de bagaço; - Fornalha com grelha rotativa UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 60 - Fornalha para queima de combustível em suspensão: usadas quando queimam óleo, gás ou combustíveis sólidos pulverizados; 4.1.3 Caldeiras Elétricas São basicamente constituídas pelo casco ou tambor, contendo uma cuba interna e os eletrodos, um por fase. O casco é um vaso de pressão, cilíndrico-vertical, isolado termicamente e convenientemente aterrado. A cuba é isolada eletricamente por meio de porcelanas adequadas. A alimentação de energia elétrica é feita através de três eletrodos-suportes, sendo um por fase, dispostos a 1200 e fixados com isoladores na parte superior do tambor. Na extremidade inferior das eletrodos suporte estão montados os eletrodos de contato, os quais ficam dentro da cuba imersos em água. A corrente elétrica, passando através da água, no interior da cuba, provoca seu aquecimento e vaporização. A água pura é considerada um mau condutor de CORRENTE ELÉTRICA, portanto devem-se adicionar determinados sais à mesma para que se possa obter uma determinada CONDUTIVIDADE. Alguns fabricantes recomendam a adição cáustica ou fosfato trisódico na água de alimentação (observe que esta deve ser calculada e colocada após o tratamento químico da água de alimentação). A quantidade de vapor gerada (Kg/h) depende diretamente dos seguintes parâmetros: - condutividade da água; - nível da água; - distância entre os eletrodos. TIPOS DE CALDEIRAS ELÉTRICAS A) Tipo Eletrodo Submerso: geralmente destinado a trabalhar com pressões de vapor não muito elevadas (aproximadamente 15 Kgf/cm2.). A figura 3. mostra um dos possíveis esquemas, utilizando o sistema de eletrodos submersos a baixa tensão (220 a 440 V), existe também nessa modalidade a alta tensão (3800 a 13800 V). b) Tipo Jato de Água (cascata): destinada a pressões de vapor elevadas e grandes quantidades de vapor, disponíveis apenas para alta tensão (3,8 a 13,8 kV). c) Tipo Resistência: destinada, geralmente, a pequenas produções de vapor. Na maioria das vezes são do tipo horizontal, utilizando resistências de imersão. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICASDAS CALDEIRAS ELÉTRICAS UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 61 - não necessita de área para estocagem de combustível; - ausência total de poluição (não há emissão de gases); - baixo nível de ruído; - modulação da produção de vapor de forma rápida e precisa; - alto rendimento térmico (aproximadamente 98,0%); - melhora do Fator de Potência e Fator de Carga; - área reduzida para instalação da caldeira; - necessidade de aterramento da caldeira de forma rigorosa; - tratamento de água rigoroso figura 3. 1 - Corpo da Caldeira 2 - Eletrodo 3 - Câmara de Vapor 4 - Bomba de Circulação 5 - Bomba de Alimentação de Água 6 - Eliminador de Água 7 - Válvula de Segurança UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 62 Caldeira Elétrica tipo eletrodo jateado Legenda: 1- Válvula de Descarga de Fundo 8 - Eletrodo 2 - Bomba de Circulação 9 - Cilindro com Injetores 3 - Válvula Controle de Vazão 10- Injetores 4 -Válvula de Segurança 11- Contra eletrodos 5 - Haste do Condutor 12- Aquecedor de Partida 6 - Isoladores 13- Entrada de Água de Alimentação 7 - Válvula de Saída de vapor 4.1.4 Caldeiras a Combustível Sólido: •a) Carvão mineral – usado principalmente em grandes termoelétricas – ¾ do carvão consumido nos Estados Unidos é usado na produção de vapor para geração de energia elétrica. •b) Carvão vegetal e lenha – atualmente em desuso devido elevação do custo e falta de matéria prima. •c) Bagaço de cana – usado nas indústrias de açúcar e álcool, aproveitando o resto da moagem da cana de açúcar como combustível. O vapor produzido é usado nas máquinas da usina, geradores e aquecedores. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 63 Combustíveis Sólidos Naturais: . Madeira . Turfa . Carvão mineral . Bagaço de cana, etc. . Combustíveis sólidos Derivados . Carvão vegetal .Coque de carvão . Coque de petróleo As fornalhas das caldeiras à carvão são bem maiores que as de óleo para que haja tempo de permanência suficiente da mistura até a queima total. Maiores também são todas as dimensões dos dutos de circulação dos gases bem como os espaçamentos entre os tubos dos feixes de troca de calor, em decorrência do grande volume de gases produzidos somados as cinzas contidas no carvão. As caldeiras mistas são caldeiras flamotubulares que possuem uma ante fornalha com parede d’água. Normalmente são projetadas para a queima de combustível sólido. Caldeira Mista 4.1.5 Caldeiras a Combustíveis Líquidos: Nos combustíveis líquidos temos o óleo cru, o fuel-oil e o óleo diesel como os mais largamente empregados nas mais variadas capacidades de carga de cada caldeira. O óleo cru e o fuel-oil necessitam de pré-aquecimento para uma viscosidade adequada fins melhor pulverização e queima. Normalmente o óleo diesel é usado em pequenas instalações, principalmente por não necessitar de aquecimento. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 64 Por esta razão, algumas vezes é usado em grandes instalações onde o rigor do frio do clima local exige um investimento muito alto na instalação de um sistema de aquecimento. Entretanto o alto preço do óleo diesel vem tornando Os principais combustíveis líquidos utilizados nas caldeiras são: - Óleo combustível - Óleo diesel - Resíduo de vácuo Nas caldeiras de combustível líquido as tubulações e equipamentos do sistema de manuseio devem ser convenientemente isoladas termicamente para evitar a troca de calor com o meio ambiente e evitar expor as superfícies aquecidas ao contato humano 4.1.6 Caldeiras a Gás: Muito usada na indústria petrolífera onde existe sobra de gás natural. Hoje devido as facilidades de suprimento de gás natural de petróleo, o baixo custo desse combustível e, a grande preocupação com o meio ambiente, as grandes industrias vem optando por este tipo de combustível. §Nota: Todas as caldeiras que usam combustível líquido ou gás podem usar 2 ou mais tipos de combustível. As caldeiras à gás são em geral muito mais simples que as utilizadas para os demais combustíveis. Isto se explica pelo fato do gás não requerer nenhum aquecimento prévio para ser queimado nas fornalhas, não necessitar de grandes UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 65 reservatórios para sua estocagem, e por ser um combustível de alto rendimento contendo poucas impurezas. Os ciclos combinados associando uma ou mais turbinas a gás à caldeiras de recuperação tem se apresentado como uma das melhores opções para a geração da termoeletricidade 4.2 Acessórios de Caldeiras Superaquecedor - Responsável pela elevação da temperatura do vapor saturado gerado na caldeira. Todo o vapor ao passar por este aparelho se superaquece. Dessuperaquecedor - Em muitos processos, o vapor é superaquecido e distribuído em alta pressão por motivos de eficiência. Os dessuperaquecedores foram projetados para reduzir a temperatura do vapor superaquecido visando eficiência e transferência ideal de calor. Economizador - Onde a temperatura da água de alimentação sofre elevação, aproveitando o calor sensível residual dos gases da combustão, antes de serem eliminados pela chaminé. Aquecedor de ar - Também conhecido como pré-aquecedor de ar, cuja função é aquecer o ar de combustão para a seguir introduzi-lo na fornalha, graças ao aproveitamento do calor sensível dos gases da combustão. Multiciclone – Objetiva reter o material particulado de maior granulometria dos gases que vão para a Chaminé Lavador de gases - Objetiva reter o material particulado de menor granulometria dos gases que vão para a Chaminé Desaerador – Tem a função de reduzir o oxigênio disperso na agua. Chaminé – Tem a função de remover os gases da combustão para fora da câmara de combustão da caldeira UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 66 4.3 Instrumentos e Dispositivos de Controle de Caldeiras 4.3.1 Dispositivos de Alimentação - De agua da caldeira Controle on x off Controle modular On Off – ( liga x desliga ) Controle de alimentação de agua de caldeira Sistema Modular - Trata-se de um controle de nível á 03 elementos onde a automação baseia-se nas seguintes medições : - Nível do Tubulão da Caldeira - Vazão do vapor produzido pela Caldeira e - Vazão de água consumida pela Caldeira. A medição de nível é feita através de um transmissor de pressão diferencial instalado no tubulão superior da caldeira UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 67 - De combustivel de caldeira Caldeira de Biomassa Caldeira a gás ou óleo 4.3.2 Visor de Nível Visor de Nível de Agua – Os indicadores de nível de agua para caldeiras tem o objetivo de indicar o nível de agua dentro do tubulão. 4.3.3 Sistema de Controle de Nível Na caldeira ( sistema on x off ) No tanque de alimentação UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 68 4.3.4. Indicadires de pressão - Manômetro – Tem a função de indicar aos operadores a pressão interna da caldeira Manometro analogico Manometro digital 4.3.5 Dispositivos de Segurança - Válvulas de segurança – Tem a função de não permitir que a pressãoda caldeira ultrapasse a PMTA - Pressostatos - O sistema de alimentação de combustível controlado por dispositivos abastecidos com informações referentes à pressão na caldeira. Os UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 69 pressostatos e manômetros são usados para controle e leitura da pressão existente na caldeira de vapor. A leitura obtida pelo pressostato é a referência utilizada pelo sistema para o controle de combustível a ser liberado, buscando a manutenção de determinada pressão de vapor no sistema. Normalmente são utilizados dois pressostatos para essa aplicação. O pressostato de pressão máxima controla a pressão interna da caldeira, iniciando ou interrompendo a ação dos queimadores. O pressostato modulador atua sobre mecanismos que regulam o fluxo de óleo e ar para os queimadores. - Injetor de agua - Sua função é suprir a alimentação de água em casos de parada da bomba d'água movida por energia elétrica Detector de gás ( para caldeiras a gás ) Para a escolha do detector de gás ideal para a Caldeira, deve-se levar em consideração o tipo de gás a ser monitorado, veja: Caldeira a gás natural, biogás ou GLP – os três gases são classificados como gases inflamáveis, que são substâncias que misturadas ao ar, e recebendo calor adequado, entram em combustão. Para tanto, detectores com tecnologia catalítica ou infravermelha são recomendadas, além do detector possuir atestado EX – à prova de explosão. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 70 4.3.6 Dispositivos Auxiliares Purificadores de Vapor - Elementos para melhoria da qualidade do vapor Os purificadores de vapor são dispositivos auxiliares com a finalidade de minimizar o arraste de umidade, sais e sólidos em suspensão. A figura anterior mostra a instalação de purificadores de vapor no tambor principal da caldeira. O tambor é o local mais apropriado à separação de espuma e partículas sólidas proveniente do feixe tubular, por representar a região de maior estabilidade e de menor taxa de troca de calor. A reposição continua de água de alimentação, embora tratada quimicamente, promove a acumulação de sais e partículas sólidas, no interior da caldeira. Sais solúveis e sólidos em suspensão são responsáveis pelo aparecimento de incrustações, que reduzem substancialmente a taxa de troca de calor nas superfícies de aquecimento e a segurança da caldeira. Os problemas tendem a serem maiores, na medida em que aumenta o arraste de umidade a partir do tambor principal da caldeira, incorporada à parte úmida do vapor saturado, as impurezas tendem a também se acumular nos superaquecedores , tubulações e turbinas a vapor. Para fins industriais o vapor saturado não requer alto grau de purificação. Vapor saturado com titulo superior a 97%, inclusive, é possível de ser obtido com separadores simples. Nas caldeiras de baixa pressão de trabalho, inferior a 20 bar, a separação pode ser feita por gravidade. Pressões maiores exigem meios de separação mecânicos. Nas usinas termoelétricas de alta pressão, é importante que o vapor superaquecido seja livre de contaminação ( Max. 0,03 ppm ), para evitar incrustações nos super aquecedores e problemas nos últimos estágios das turbinas. Pressões superiores a 40 bar favorecem o arraste de sílica e outros compostos, que viriam deteriorar alguns passos da turbina. Purgadores de Vapor Funções: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 71 1. Eliminação do condensado formado nas tubulações de vapor; 2. Reter o vapor em equipamentos aquecidos deixando sair apenas o condensado. Purgadores mecânicos – agem por diferença de densidade Purgadores termodinâmicos – agem por diferença de temperatura Desaerador Tem o objetivo de remover os gases, e principalmente o oxigênio disperso na agua. O oxigênio dissolvido constitui o principal parâmetro de controle da corrosão, no circuito de água de alimentação de caldeira . O Desaerador, por sua vez, é o equipamento responsável pela manutenção do nível de oxigênio dissolvido, dentro dos padrões exigidos de < 0,007 mg/l O2 ou 7 ppb. O controle eficaz deste parâmetro só pode ser alcançado por meio de analisadores contínuos, instalados no circuito de água de alimentação. Como são medidores relativamente caros e exigem manutenção especializada, poucos setores de UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 72 Utilidades Industriais, e mesmo Usinas Termelétricas, possuem tais analisadores instalados ou funcionando corretamente. Soprador de fuligem Tem o objetivo de remover as cinzas sobre os tubos Normalmente utilizam o próprio vapor para isso. 4.3.7 Válvulas e Tubulações VÁLVULAS A válvula é um dispositivo que tem como função primordial a regulagem de fluxos de um fluido que pode ser em forma de gases ou líquidos, como óleos, água e outros materiais. Resumidamente, as válvulas se abrem e fechar, controlando a entrada e saída de fluxos. Em diversos equipamentos existentes hoje no mercado industrial, inúmeros tipos de válvulas industriais que são empregados para o funcionamento pleno de tubulações, caldeiras e outros equipamentos. O controle de pressão também é outra função de suprimentos industriais como as válvulas pneumáticas, solenoides, hidráulicas e manuais, que podem também monitorar mudanças de temperatura e fluxo. Entre os tipos de mais de válvulas estão: válvula esfera, válvula borboleta (para regulação do fluxo de diâmetros maiores, válvula de retenção, que permite ao fluido passar seguindo uma direção única, válvula diafragma, utilizada em indústria farmacêutica, válvula de disco, empregada em fluidos abrasivos, válvula de gaveta, válvula globo, válvula agulha, destinado ao controle preciso do fluxo, válvula pistão, reguladora de fluidos que transportam materiais sólidos em suspensão, válvula de assento e válvula de expansão de térmica, adequado aos sistemas de refrigeração e de aparelhos de ar condicionado, entre outros modelos. Cada tipo de válvula possui características muito peculiares, embora algumas tenham aplicações bem parecidas. Para exemplificar alguns dos modelos de válvulas no setor industrial, elaboramos um quadro de demonstração para identificar as funções de cada peça. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 73 Válvula de gaveta - as válvulas de gaveta, ou registros de gaveta, são utilizadas em instalações industriais e também com possuem aplicações domésticas, podendo ser produzidas em ferro fundido, aço inox, bronze e demais ligas de metais. Normalmente, são desenvolvidas e projetadas para utilização em engenharia sanitária, em canalizações de esgoto, trabalhando em perfeitas condições quando está sob pressão e em temperaturas que não ultrapassem os 60 graus Celsius Válvula gaveta Válvula globo - é um tipo de válvula comumente usada em gasodutos, para controlar o fluxo de fluidos mais viscosos como o óleo. A válvula Globo angular é indicada para o bloqueio, comando, dosagem e controle de fluidos líquidos ou gasosos. Possui corpo esférico, separado por um defletor, e as válvulas automatizadas possuem hastes deslizantes. Válvula globo Válvula esfera - é um tipo de válvula rotativa utilizada em instalações industriais. É amplamente aplicada em sistemas de tratamento de fluidos para o controle de fluxo. Estes tipos de válvulas rotativas são adequados para aplicações corrosivas. Elas são usadas nas indústrias, farmacêutica, química, borracha, papel e celulose, sistemas de tratamento de água, tecelagens e fábricas de processamento de alimentos. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 74 Válvula esfera Válvula borboleta- A válvula borboleta pode ser empregada em diferentes situações, como controle de fluidos ou isolamento total da passagem de fluxos. Geralmente, possuem um custo menor do que outros tipos de válvulas e contam com um funcionamento semelhante ao da válvula de esfera. Utilizada em sistemas de pressão, possui bom desempenho em equipamentos de combate a incêndios por terem um dispositivo de desligamento rápido e eficaz. Válvula borboleta Válvula agulha - as válvulas agulha recebem este nome porque são projetadas com agulha de metal, na maioria das vezes, produzidos de aço inoxidável, bronze ou outras ligas de aço. São empregadas e todos os setores industriais, com aplicações variáveis. Na indústria aeroespacial, para controle de instrumentação e de resfriamento para geração de energia. Válvula agulha Válvula de pé - Normalmente, a válvula de pé é afixada bem próxima à tubulação de sucção, comportando somente a passagem do fluxo em um único sentido, o ascendente. É muito utilizada na indústria química para controle de fluxos e fluidos, especialmente os fluidos químicos. Mais leve e resistente, a válvula de pé ou de sucção é perfeita para economizar energia em bombas de sucção. A válvula de pé ou crivo foi desenvolvido com o objetivo de evitar contra UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 75 fluxo do produto para a bomba ou compartimento principal em caso de manutenção ou vazamentos. Válvula de pé Válvulas de fechamento rápido - Com corpo, alavanca, cabo, tampa e discos de vedação justapostos em forma de cunha feitos em bronze; haste em latão, e mola de aço carbono bi cromatizado, para uso em comando de acionamento de elevadores hidropneumáticos e para serviços gerais com líquidos. Válvula macho - São válvulas caracterizadas por possuírem uma peça cônica com uma passagem transversal de seção retangular ou trapezoidal que se encaixa no corpo da válvula, e de tal modo que, quando o eixo geométrico do orifício coincide com o eixo do tubo, o escoamento é máximo. Com uma rotação de 90° a válvula fica completamente aberta ou fechada. Válvula macho Válvulas de segurança e alívio - São válvulas de controle da pressão de montante empregadas para aliviar a pressão quando esta atinge a PMTA. O corpo da válvula pode ser de ferro fundido com 1% de níquel, ferro nodular ou bronze. O diafragma pode ser uma lâmina de bronze fosforoso, neoprene com náilon ou aço inoxidável. Quando a pressão no interior da tubulação ultrapassa UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 76 um valor compatível com a resistência de uma mola calibrada para uma certa ajustagem, ela se abre automaticamente, permitindo a saída do fluido. V. de segurança ( PSV ) Válvulas de retenção - Geralmente são instaladas no início das tubulações de recalque, entre a saída das bombas e antes dos registros (válvulas de gaveta), para proteção das bombas contra os golpes de aríete, resultantes da cessação brusca do escoamento, especialmente por falta de energia elétrica. Esse posicionamento é o mais adequado, pois facilita inspeções e consertos eventuais. Válvulas de diafragma - Resiste a aplicações com fluidos corrosivos e abrasivos, como ácidos clorídrico, sulfúrico, fluorídrico e crômico, além de fluidos alcalinos, hipoclorito de sódio e soda cáustica. Suporta temperatura de aplicação de 120°C e pressão de operação de 150 psi. Disponível com diâmetros de 1/2 a 10", é fabricada com PVC, CPVC, PVDF e PP, entre outros materiais. Válvula diafragma UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 77 Tubulações: Tubulação industrial As tubulações são usadas como meio de condução de fluidos e são conjuntos de tubos e diversos acessórios, como válvulas, conexões, purgadores de vapor, filtros, etc. A condução de fluidos através de tubulações se deve, em geral, ao fato de que o ponto onde este é armazenado, ou produzido, se encontra distante do ponto onde é utilizado. Tubos Tubos são condutos fechados, na forma de cilindros ocos, destinados, principalmente, ao transporte de fluidos líquidos ou gasosos. Porém, os tubos são usados também para trocar calor (serpentinas de caldeiras, fornos, trocadores de calor, etc.) e para transmitir pressão ou conduzir sinais (instrumentação). Na prática, chamam-se geralmente de “tubos” apenas os dutos rígidos. Os dutos flexíveis são, de forma geral, denominados “tubos flexíveis” ou, mais comumente, “mangueiras”. Materiais para tubos O material dos tubos deve ser adequado às condições de trabalho que lhes serão impostas. Nesses casos, a experiência assume papel preponderante na identificação dessas condições. As principais condições que influenciam na escolha do material dos tubos são: propriedades do fluido transportado: densidade, viscosidade, contaminantes, ataque corrosivo sobre o material, sólidos em suspensão, gases dissolvidos ou líquidos dispersos, toxidez, explosividade; agressividade do meio: tubulação aérea, enterrada, ambiente salino; condições de operação: temperatura e pressão de trabalho e suas variações; intensidade e natureza dos esforços aplicados: tração, compressão, UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 78 flexão; segurança exigida: fluido muito perigoso, não-contaminação do fluido por corrosão do material; e disponibilidade e custo dos materiais, entre outros. Nos próximos parágrafos, estão descritos os principais materiais usados na fabricação de tubos, assim como a aplicação dos tubos de cada material e algumas características deles. São classificados como tubos metálicos aqueles fabricados com materiais ferrosos e não ferrosos. Os materiais ferrosos mais usados para tubos são: Aços-carbono São os mais empregados em refinarias por possuírem a melhor relação resistência/custo. Seu uso é generalizado, com exceção dos fluidos muito corrosivos, de temperaturas muito altas ou das muito baixas. Aços-liga São utilizados em algumas aplicações especiais em que não se empregam os tubos de aço-carbono. Aços inoxidáveis São utilizados em aplicações com corrosão mais severa que a dos aços-liga. Ferro fundido São utilizados em ambientes com baixa pressão e poucos esforços mecânicos (águas doces e salgadas, esgotos, etc.). Ferro forjado São utilizados em tubulações secundárias de água, ar comprimido e condensado. Os materiais não ferrosos são, em geral, mais caros do que o aço- carbono, possuem maior resistência à corrosão e, com algumas exceções, apresentam menor resistência a esforços e a temperaturas elevadas. Os mais encontrados na fabricação de tubos são: Cobre, latões e cobre-níquel Serpentinas e sistemas de aquecimento e refrigeração. Alumínio Sistemas de aquecimento e refrigeração. Níquel e ligas Meios corrosivos usuais, ácidos diluídos e álcalis quentes. Metal monel Água salgada, ácidos diluídos e produtos com exigência de não-contaminação. Chumbo Esgotos, gases, ácido sulfúrico em qualquer concentração, sempre a baixas pressão e temperatura. Titânio, zircônio Propriedades excelentes e mais leves, porém de preço ainda muito elevado. Os materiais não-metálicos mais usados na fabricação de tubos são: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 79 Materiais plásticos PVC, polietileno, acrílicos, acetato de celulose, epóxi, poliésteres, fenólicos, etc. Aplicações específicas diversas, com baixa resistência à temperatura e à pressão, sendo, muitas vezes, inertes a agentes muito corrosivos. Cimento-amianto (transite) Muito usados em tubulações para esgotos. Concreto armado Usados principalmenteem tubulações para água e esgoto. Barro vidrado Usado em tubulações para esgoto. Elastômeros (borrachas) Diversas aplicações com baixas temperaturas. Vidro, cerâmica e porcelanas. Aplicações especiais, corrosão severa e pureza absoluta. Muitas vezes é mais viável usar um material com custo mais baixo no tubo e revesti-lo com algum material que aumente alguma propriedade específica dele, como sua resistência mecânica ou sua resistência à corrosão, por exemplo. Para isso, existem os revestimentos internos e externos usados nos tubos metálicos. Os principais materiais usados em revestimentos de tubos são zinco; · aços-liga e inoxidáveis (clading); · materiais plásticos; · elastômeros (borrachas, ebonite); · asfalto, esmaltes asfálticos; · concretos; · vidro, porcelana; e · isolamento com argamassa refratária. Conjunto de tubos Dimensões comerciais e características dos tubos UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 80 Diâmetros nominal e externo Os tubos são fabricados em uma série de diâmetros externos definidos por norma (em polegadas), identificados pelos diâmetros nominais: 1/8”, 1/4”, 3/8", 1/2", 3/4", 1", 1 ¼”, 1 ½”, 2", ..., 4", 5", 6", 8", 10", ..., 36"). Até 12" o diâmetro externo é diferente do nominal, e de 14" até 36" o diâmetro externo coincide com o nominal. Para cada diâmetro nominal o diâmetro externo é o mesmo, variando a espessura de parede e, consequentemente, o diâmetro interno. Espessuras e diâmetro interno Antes da norma, os tubos eram fabricados com as espessuras (ou pesos): peso normal (standard – S ou STD); · extra forte (extra strong – XS); e · duplo extra forte (double extra strong – XXS). Segundo as normas, fabricam-se tubos com várias espessuras de parede, denominadas “séries” (schedule – SCH). Essas séries foram padronizadas em 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160. Quanto maior o SCH, maior a espessura e, consequentemente, menor o diâmetro interno. Para os aços inoxidáveis, as séries são acrescidas da letra “S”, indo de 5S até 80S. Fabricação Quanto à fabricação, podemos encontrar dois tipos principais de tubos, sendo eles: · com costura – são tubos fabricados através de solda, sendo que uma chapa do material do tubo a ser fabricado é dobrada (no formato do tubo) e depois soldada. · sem costura – são tubos que não possuem solda, sendo fabricados por laminação, por extrusão ou por fundição. Extremidades · pontas lisas (esquadrejadas); · pontas chanfradas (usadas principalmente para solda de topo); e · pontas rosqueadas (API–5B e ANSI/ASME B.1.20.1). Outros materiais A tubulação de materiais metálicos não-ferrosos e não-metálicos, ainda hoje, não é largamente empregada, e mesmo a de aço pode ser encontrada no mercado com padronização diferente. Nesses casos, devem ser consultadas as normas aplicáveis e as tabelas dos fabricantes. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 81 Tubos de aquecimento Camisa externa - Neste sistema, o fluido de aquecimento corre em uma tubulação de maior diâmetro, formando uma camisa em torno da tubulação a ser aquecida. aquecimento elétrico - Neste sistema, são colocados fios elétricos (resistências), paralelamente ou enrolados na tubulação a ser aquecida, por onde passa uma corrente de baixa voltagem e grande intensidade de Isolamento térmico Acessórios de tubulações Como já foi mencionado, as tubulações são sistemas compostos por tubos e acessórios. Os acessórios desempenham diversas funções na tubulação, incluindo: alterar a direção da tubulação, fazer derivações nestas, alterar as condições do fluxo do fluido (tais como: pressão e vazão), retirar impurezas do fluido, etc. A parte reativa a tubos já foi tratada neste material, faltando agora a parte de acessórios que será abordada a seguir. Conexões As conexões podem ser classificadas, conforme a sua finalidade, da seguinte forma: Fazer mudanças de direção 22½º, 45º, 90º e 180º · curvas de raio longo; · curvas de raio curto; · curvas de redução; · joelhos (elbows); e · joelhos de redução. Fazer derivações em tubulações · tês de 90º (normais); · tês de 45º; · tês de redução (mudam também o diâmetro); · peças em “Y”; · cruzetas (crosses); · cruzetas de redução; · selas (saddles); · colares (sockolets, weldolets, etc.); e · anéis de reforço. Fazer mudanças de diâmetro · reduções concêntricas; · reduções excêntricas; e · reduções bucha. Fazer ligações entre tubos · luvas (couplings); · uniões; · flanges; · nipples; · virolas (para uso com flanges soltos); e · juntas de expansão. Fazer o fechamento da extremidade de um tubo · tampões (caps); UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 82 · bujões (plugs); e · flanges cegos. Fazer o isolamento de equipamentos e trechos de tubo · raquete; e · figura-oito. Padronização de cores para tubulações ( ABNT ) Inflamáveis e Combustíveis de Alta Viscosidade Preto Inflamáveis e Combustíveis de Baixa Viscosidade Alumínio Produtos Intermediários ou Pesados Creme Gases não liquefeitos Amarelo Vácuo Cinza Claro Eletrodutos Cinza Escuro Álcalis - Lixívias Lilás Ácido Laranja Água - Potável Verde Vapor Saturado - Materiais destinados a combate a incêndios Vermelho Produtos sob pressão - Ar comprimido Azul UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 83 Vapor Branco Vapor Superaquecido Vermelho Branco Vermelho Gasolina Marrom Vermelho Marrom Cor para os demais fluidos - Óleo Marrom MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS Principais meios de ligação de tubos Os diversos meios usados para conectar tubos, servem não só para ligar as varas de tubos entre si, como também para ligar os tubos às válvulas, aos diversos acessórios, e aos equipamentos (tanques, bombas, vasos, etc.). Os principais meios de ligação de tubos são os seguintes: Ligações rosqueadas Ligações soldadas Ligações flangeadas Ligações de ponta e bolsa Outros sistemas de ligação: ligações de compressão, ligações patenteadas etc. Vários outros tipos existem de ligações de tubos. A escolha do meio de ligação a usar depende de muitos fatores entre os quais: material e diâmetro do tubo, finalidade e localização da ligação, custo, grau de segurança exigido, pressão e temperatura de trabalho, fluido contido, necessidade ou não de desmontagem etc. Importante observar que na maioria das vezes usam-se, na mesma tubulação, dois sistemas de ligação diferentes: um para as ligações correntes ao longo da tubulação, onde a maior preocupação é o baixo custo e a segurança contra vazamentos, e outro para ligar as extremidades da tubulação nas válvulas, tanques, bombas, vasos e outros equipamentos, onde se deseja principalmente a facilidade de desmontagem. É comum também o emprego, para o mesmo serviço e mesmo material, de sistemas de ligação diferentes: um para os tubos de pequeno diâmetro e outro para os tubos de grande diâmetro. Ligações Rosqueadas As ligações rosqueadas são um dos mais antigos meios de ligação usados para tubos. Em tubos de pequeno diâmetro essas ligações são de baixo custo e de fácil execução; o diâmetro nominal máximo de uso corrente é de 2", embora haja fabricação de tubos com extremidades rosqueadas e de peças de ligação até 4", UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 84 ou maiores ainda. Para a ligação das varas de tubo entre si empregam-se dois tipos de peças, as luvas e as uniões (Fig. 10), todas com rosca interna para acoplar com a rosca externa da extremidade dos tubos. Ligações Soldadas Em tubulações industriais, a maior parte das ligações são soldadas, comsolda por fusão (welding), com adição de eletrodo, de dois tipos principais: solda de topo (butt-welding); solda de encaixe (socket-welding). Essas ligações têm as seguintes vantagens: Resistência mecânica boa (quase sempre equivalente à do tubo inteiro). Estanqueidade perfeita e permanente. Boa aparência. Facilidades na aplicação de isolamento térmico e de pintura. Nenhuma necessidade de manutenção. As principais desvantagens, pouco importantes na maioria dos casos, são a dificuldade de desmontagem das tubulações, e a necessidade de mão-de-obra especializada. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 85 Ligações Flangeadas Uma ligação flangeada é composta de dois flanges, um jogo de parafusos ou estojos com porcas e uma junta de vedação (Fig. 14). As ligações flangeadas, que são ligações facilmente desmontáveis, empregam- se principalmente para tubos de 2" ou maiores, Como regra geral, em qualquer caso, as ligações flangeadas devem ser usadas no menor número possível, porque são sempre pontos de possíveis vazamentos, e também porque são peças caras, pesadas e volumosas. Os flanges podem ser integrais, isto é, fundidos ou forjados juntamente com o tubo, ou independentes, soldados ou rosqueados ao tubo. Os flanges de válvulas, bombas, compressores, turbinas e outras máquinas são quase sempre integrais com esses equipamentos. Embora a série padronizada de flanges da norma americana ANSI.B.16.5 abranja diâmetros nominais desde 1/2" φ até 24" φ, os flanges menores do que 1 ½" são pouso usados. Tipos de Flanges para tubos São os seguintes os tipos mais usuais de flanges, padronizados pela norma ANSI.B.16.5: Flange integral [Fig. 15(a)] — Os flanges integrais para tubos são usados apenas em alguns casos para tubos de ferro fundido. É o tipo mais antigo de flanges e também o que é proporcionalmente mais resistente. Flange de pescoço (welding-neck — WN) [Fig. 15(b)] — É o tipo de flange mais usado em tubulações industriais para quaisquer pressões e temperaturas, para diâmetros de 1 ½'' ou maiores. De todos os flanges não integrais é o mais resistente, que permite melhor aperto, e que dá origem a menores tensões residuais em consequência da soldagem e das diferenças de temperatura. Este flange é ligado ao tubo por uma única solda de topo, ficando a face interna do tubo perfeitamente lisa, sem descontinuidades que facilitem a concentração de esforços ou a corrosão. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 86 A montagem com esses flanges é cara porque cada pedaço de tubo deve ter os extremos chanfrados para solda, e tem de ser cortado na medida certa, com muito pequena tolerância no comprimento. Flange sobreposto —É um flange mais barato e mais fácil de se instalar do que o anterior, porque a ponta do tubo encaixa no flange, facilitando o alinhamento e evitando a necessidade do corte do tubo na medida exata. O flange é ligado ao tubo por duas soldas em angulo, uma interna e outra externa. Flange rosqueada — Em tubulações industriais esses flanges são usados apenas para tubos de metais não-soldáveis (ferro fundido por exemplo), e para alguns tipos de tubos não-metálicos, como os de materiais plásticos. Empregam- se também para tubos de aço e de ferro forjado em tubulações secundárias (água, ar comprimido etc.) e em redes prediais. A norma ANSI.B.31 recomenda que sejam feitas soldas de vedação entre o flange e o tubo, quando em serviços com fluidos inflamáveis, tóxicos, ou perigosos de um modo geral. O aperto permissível com esses flanges é pequeno, as tensões desenvolvidas são elevadas e a rosca age como um intensificador de esforços, e também como uma permanente causa de vazamento. Flange de encaixe — Esse flange é semelhante ao sobreposto, porém é mais resistente e tem um encaixe completo para a ponta do tubo, dispensando-se por isso a solda interna. É o tipo de flange usado para a maioria das tubulações de aço de pequeno diâmetro, até 2". Por causa da descontinuidade interna não se recomendam esses flanges para serviços sujeitos à corrosão sob contato. Flange solto — Esses flanges, que são também chamados de "van Stone", não ficam como os demais presos à tubulação, e sim soltos, capazes de deslizar livremente sobre o tubo. Quando se empregam esses flanges, solda-se a topo na extremidade do tubo uma peça especial denominada virola (stub-end), que servirá de batente para o flange. A grande vantagem desses flanges é o fato de ficarem completamente fora do contato com o fluido circulante, sendo por isso muito empregados em serviços que exijam materiais caros especiais, tais como aços inoxidáveis, ligas de Ni etc., bem como para tubos com revestimentos internos. Para todos esses serviços, os flanges podem ser de material barato, como ferro ou aço-carbono, ficando apenas os tubos e a virola de material especial. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 87 Flange cego — São flanges fechados, usados para extremidades de linhas ou fechamento de bocais flangeados. Flanges de outros materiais Além dos flanges de aço, existem ainda flanges de ferro fundido, ferro maleável, metais não-ferrosos e vários materiais plásticos. Os flanges de ferro fundido (norma ANSI.B.16.1) são fabricados nas classes de pressão nominal 125# e 250#, de 1" a 24", rosqueados e cegos. A furação dos flanges de ferro fundido da classe 125# é a mesma dos flanges de aço da classe 150#, que podem portanto se acoplar uns com os outros; o mesmo acontece com os flanges de ferro fundido da classe 250# e os de aço da classe 300#. Juntas para flanges Em todas as ligações flangeadas existe sempre uma junta que é o elemento de vedação. Quando em serviço, a junta está submetida a uma forte compressão provocada pelo aperto dos parafusos, e também a um esforço de cisalhamento devido à pressão interna do fluido circulante. Para que não haja vazamento através da junta, é necessário que a pressão exercida pelos parafusos seja bem superior à pressão interna do fluido, que tende a afastar os flanges. Por esse motivo, quanto maior for a pressão do fluido tanto mais dura e resistente terá de ser a junta, para resistir ao duplo esforço de compressão dos parafusos e de cisalhamento pela pressão. A junta também deverá ser suficientemente deformável e elástica para se amoldar às irregularidades das superfícies dos flanges, garantindo a vedação. Assim, as juntas duras, se por um lado resistem a pressões mais altas, por outro lado exigem maior perfeição no acabamento das faces dos flanges e no alinhamento dos tubos, e vice-versa. O material das juntas deverá ainda resistir à ação corrosiva do fluido, bem como a toda faixa possível de variação de temperaturas. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 88 Com flanges de face com ressalto usam-se juntas em forma de coroa circular, cobrindo apenas o ressalto dos flanges, por dentro dos parafusos . As juntas usadas com os flanges de face plana cobrem a face completa dos flanges, inclusive a furação dos parafusos . Para os flanges de macho e fêmea e de lingueta e ranhura, as juntas são em forma de coroa circular estreita, encaixando-se no fundo da ranhura; como a junta fica confinada, resiste a esforços muito elevados tanto de compressão como de cisalhamento. Com os flanges de face para junta de anel, usam-se juntas de anel metálico maciço. São os seguintes os tipos mais usuais de juntas para flanges: 1. Juntas não-metálicas — São sempre juntas planas, usadas para flanges de face com ressalto ou de face plana. As espessuras variam de 0,7 a 3 mm, sendo 1,5 mm a espessura mais comum. Os principais materiais empregados são: a) Borracha natural: usada para água, ar, condensado até 60°C. b) Borrachas sintéticas: usadas para óleos até 80°C. b) Materiais plásticos: usados para fluidos corrosivosem baixas pressões e temperatura ambiente. c) Papelão hidráulico: nome genérico para designar diversas classes de juntas de amianto comprimido com um material aglutinante. De acordo com as especificações da ABNT, são os seguintes os principais tipos dessas juntas: 2. Juntas semi-metálicas, em espiral — Essas juntas são constituídas de uma lamina metálica (geralmente de aço inoxidável), torcida em espiral, com enchimento de amianto entre cada volta. Usam-se para flanges de face com ressalto, em serviços acima dos limites permitidos para as juntas de papelão hidráulico, e5 de modo geral, para flanges de classes de pressão 600# ou mais altas. As juntas semi-metálicas, em espiral são notáveis por sua excelente UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 89 elasticidade. Para essas juntas, recomenda-se o acabamento liso para a face dos flanges, com rugosidade média máxima de 0,003 mm (125 RMS). 3. Juntas metálicas folheadas — São juntas comuma capa metálica, plana ou corrugada e enchimento de amianto; a espessura da junta é de 2 a 3 mm Os casos de emprego são os mesmos das juntas semi-metálicas em espiral, sendo que essas juntas têm geralmente vedação mais difícil, exigindo flanges com acabamento liso com rugosidade média máxima de 0,002 mm ou com ranhuras concêntricas. Dependendo das condições de serviço, a capa metálica pode ser de aço-carbono, aços inoxidáveis ou metal Monel. 4. Juntas metálicas maciças --São juntas metálicas com faces planas ou ranhuradas. Usam-se essas juntas com flanges de face com ressalto (para pressões muito altas), e com flanges de face de macho e fêmea ou de ranhura e lingueta. Os materiais empregados são os mesmos das juntas folheadas. Em todas as juntas metálicas é importante que o material da junta seja menos duro do que o material dos flanges. 5. Juntas metálicas de anel —São anéis metálicos maciços de seção ovalada ou octogonal, sendo a ovalada a mais comum. As dimensões do anel, que variam com o diâmetro e com a classe de pressão nominal do flange, estão padronizadas na norma ANSI.B.16.20. Esses anéis são geralmente de aço inoxidável, fabricando-se também de aço-carbono, aços-liga, níquel e metal Monel, sendo sempre peças de fabricação cuidadosa. A dureza do material da junta de anel deve ser sempre menor do que a dureza do material do flange, sugerindo-se uma diferença mínima de 30 Brinell. As juntas de anel são empregadas para vapor e para hidrogênio (com flanges de classe 600#, ou mais altas), para hidrocarbonetos (com flanges de classe 900#, ou mais altas), e outros serviços de grande risco. Costumam também ser usadas para quaisquer serviços em temperaturas acima de 550°C. Devido à pequena área de contato da junta com os flanges, a força de aperto necessária para essas juntas é bem inferior à mesma força para as juntas metálicas maciças. Parafusos Para a ligação de um flange no outro e aperto da junta, empregam-se dois tipos de parafusos: — Parafusos de máquina (rnachine bolts). --- Estojos (stud bolts). Os parafusos de máquina são parafusos cilíndricos com cabeça integral sextavada ou quadrada [Fig. 19(a)]. A parte rosqueada nunca abrange todo o corpo do parafuso. As dimensões dos parafusos estão padronizadas na norma ANSI.B.18.2, e as dimensões dos filetes de rosca na norma ANSI.B.1.1. Os parafusos de máquina são designados pelo comprimento (medido da extremidade do parafuso até a base da cabeça), e pelo diâmetro nominal da UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 90 rosca. Esses parafusos e respectivas porcas e arruelas estão padronizados nas normas P-PB-41 a 44 da ABNT Juntas de expansão As juntas de expansão são peças não-rígidas que se intercalam nas tubulações com a finalidade de absorver total ou parcialmente as dilatações provenientes das variações de temperatura e também de impedir a propagação de vibrações. As juntas de expansão são, entretanto, raramente usadas: na maioria dos casos, o controle da dilatação térmica dos tubos é feito simplesmente por um traçado conveniente dado à tubulação, com diversas mudanças de direção, de maneira que a tubulação tenha flexibilidade própria suficiente. Movimentos das juntas de expansão A Fig. 24 mostra os três tipos fundamentais de movimentos que pode ter uma junta de expansão: movimento axial, movimento angular e movimento lateral (off-set). UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 91 O movimento axial, que pode ser de compressão, de distensão, ou ambos, é o tipo de movimento mais comum, proveniente, em geral, da dilatação de trechos de tubos ligados à junta de expansão. Esse tipo de movimento ocorre, por exemplo, nas linhas retilíneas providas de juntas de expansão. Os movimentos angulares e laterais são característicos de juntas de expansão situadas em tubulações curtas entre dois vasos ou equipamentos. Esses movimentos frequentemente se dão, como mostram alguns exemplos da Fig. 24, em consequência da dilatação própria desses vasos ou equipamentos. As juntas de expansão podem ter, evidentemente, não só esses três movimentos básicos, como também quaisquer combinações dos mesmos. Com exceção das juntas articuladas, destinadas exclusivamente a movimentos angulares, qualquer outro tipo de junta de expansão deve obrigatoriamente ser colocada entre dois pontos fixos do sistema, entendendo-se por pontos fixos As ancoragens e os bocais de equipamentos que possuam fundação própria. Em alguns casos, como o exemplo da Fig. 25 b, a ancoragem faz parte da própria junta de expansão. Entre dois pontos fixos só pode haver uma única junta de expansão. Para as juntas articuladas exige-se que o sistema seja geometricamente estável, não podendo por isso, entre cada dois pontos fixos, existirem mais de três juntas de expansão. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 92 Purgadores de vapor, separadores diversos e filtros. Definição e finalidades dos purgadores de vapor Os purgadores de vapor (steam-traps) são dispositivos automáticos que separam e eliminam o condensado formado nas tubulações de vapor e nos aparelhos de aquecimento, sem deixar escapar o vapor. Por essa razão, esses aparelhos deveriam ser chamados, com mais propriedade, de "purgadores de condensado". Os bons purgadores, além de removerem o condensado, eliminam também o ar e outros gases incondensáveis (CO2, por exemplo) que possam estar presentes. Filtros para tubulações Os filtros (strainers, filters) são também aparelhos separadores destinados a reter poeiras, sólidos em suspensão e corpos estranhos, em correntes de líquidos ou de gases. São de uso comum em tubulações industriais duas classes de filtros: provisórios e permanentes. Filtros provisórios e permanentes Os filtros provisórios mais comuns são os discos de chapa perfurada ou as cestas de tela com um anel de chapa fina (Fig. 37 ); tanto uns como outros são introduzidos entre dois flanges quaisquer, onde ficam presos. Os filtros de cesta de tela devem ter uma área de filtragem de no mínimo 3 a 4 vezes a seção transversal útil da tubulação. Para facilitar a colocação e posterior retirada dos filtros provisórios, deve-se colocar uma peça flangeada qualquer (carretel, redução, joelho etc. ), na entrada dos equipamentos que devam ser providos de filtros provisórios Os filtros permanentes consistem, geralmente, em uma caixa de aço, de ferro fundido, ou de bronze, com os bocais para as tubulações de entrada e de saída, no interior da qual existem os elementos de filtragem e chicanas para conduzirem a veia fluida . Os elementos filtrantes e os materiais de construção dos mesmos variam de acordo com o fluido circulante, o grau de filtragem desejado, o tamanho do filtro etc. Os elementos filtrantes mais comuns são os seguintes: Grades metálicas,chapas perfuradas, telas metálicas (filtragem grosseira de líquidos). Telas finas, feltro, "nylon", porcelana, papel etc. (filtragem fina de líquidos). Palhas metálicas, feltro, camurça etc. (filtragem de gases). UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 93 4.3.8 – Tiragem de Fumaça CHAMINÉS As chaminés ajudam a tiragem dos fornos. Podem ser construídas de chapas de aço ou de tijolos comuns, porém, em qualquer um dos casos, sua construção deve ser rigorosa, levando-se em conta a quantidade, a velocidade e a temperatura dos gases. Válvula diafragma Deve-se também levar em conta a pressão atmosférica local e evitar-se fendas que possibilitem a entrada falsa de ar. Tiragem Para haver combustão, é necessária uma corrente de ar alimentando os queimadores, e ao mesmo tempo retirando os gases da combustão. O fluxo desta corrente de ar é chamado de tiragem. A tiragem pode ser natural, forçada, induzida ou mista. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 94 Tiragem natural – aquela em que a diferença de pressão gerada pela diferença de densidade entre os gases quentes e ar frio na entrada do forno provoca o escoamento natural dos gases de combustão para a chaminé. Tiragem forçada – a injeção de ar na fornalha com a ajuda de ventiladores sopradores e o ventilador for colocado nos dutos de ar para os maçaricos. Tiragem induzida – ocorre quando o ventilador-exautor succiona os gases da combustão e os sopra para a chaminé. O ventilador é colocado nos dutos de gases de combustão. Caldeira Caldeira UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 95 Tiragem mista – é aquela na qual o sistema possui um ventilador-soprador e um ventilador-exaustor formando um conjunto balanceado. 4.3.9 Sistema Instrumentado de Segurança Um Sistema Instrumentado de Segurança SIS é responsável pelo controle de segurança em processos industriais. Seu objetivo principal é garantir a segurança da indústria e do ambiente no qual a mesma está inserida. O SIS deve corroborar para proteção contra acidentes e situações que ameacem pessoas, processos e meio ambiente. Seu papel é importante não somente na prevenção de problemas de segurança. Ele também atua no fornecimento de modos eficientes de contenção dos mesmos problemas. Um Sistema Instrumentado de Segurança deve ser capaz de agir em situações de perigo, alertando e controlando o processo, e até mesmo colocando o sistema em shutdown.Para isso, o SIS é capaz de mitigar riscos operacionais através do controle e monitoramento dos parâmetros preestabelecidos para determinada operação. Caldeira Caldeira UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 96 Sistema TRIP da caldeiras O sistema é geralmente implantado usando um CLP ( Controlador Lógico Programável ) de segurança. Estes serão responsáveis pelo processo de aquisição de dados informados pelos sensores, realização de cálculos e geração de saídas. Para a implantação eficaz, é necessário compreender a fundo os riscos envolvidos nos processos de sua indústria, mensurá-los e estudá-los. E claro, após a implantação, é necessário o monitoramento do SIS, garantindo seu pleno funcionamento ao longo de todo o processo. As normas de segurança vigente para a indústria e que norteiam o Sistema Instrumentado de Segurança são a IEC 61508, S84.01 e a IEC 61511. Essa última, em específico, dispõe uma série de condições e indicações para a utilização do sistema. A norma apresenta dois conceitos importantes para o SIS, o de Nível de Integridade de Segurança (SIL) e o de Ciclo de Vida de Segurança (SLC). O SIL é um número inteiro podendo variar de 1 a 4 e representa o nível aceitável de falha em um sistema de segurança, sendo 1 o menor risco e 4 o maior risco. De acordo com o risco do processo, são apresentados os SILs que irão conceber os SIS. Dessa forma, é necessário estudo prévio desses riscos e procedimentos, sempre atento às normas, para a implementação de um SIS. https://webstore.iec.ch/preview/info_iec61511-1%7Bed2.1%7Den.pdf UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 97 O Sistema Instrumentado de Segurança pode gerar uma série de benefícios a uma organização. O mais claro de todos é a segurança operacional. Como já discutimos, o foco principal do SIS é promover um ambiente mais protegido contra falhas operacionais. Esse fato desencadeia outros tantos benefícios para a indústria, como: • Redução de custos com acidentes, já que a frequência e gravidade dos mesmos é diminuída; • Aumento da produtividade em decorrência do aumento da disponibilidade da planta; • Adequação da indústria às normas requeridas, o que promove a valorização da organização; • Aumento da vida útil dos componentes do processo. Identificar todos os cenários que podem levar à explosão na caldeira e adotar medidas para mitigar este risco, é recomendada a realização de técnicas de análise de riscos mais efetivas, como HazOp, LOPA, Análise de Vulnerabilidade e a Análise Quantitativa de Riscos (AQR). Na técnica HazOp, por exemplo, já podem ser identificadas, qualitativamente, melhorias no processo para reduzir o risco de explosão, como a inclusão de instrumentos, detectores de gás, alarmes, automatismos, dispositivos para evitar bloqueios indevidos, etc. Já com a técnica LOPA (Layers of Protection Analysis) é possível avaliar de forma semi-quantitativa o grau de risco do cenário de explosão da caldeira, considerando camadas independentes de proteção. Como resultado, é definido o nível de SIL (nível de integridade de segurança) requerido para cada malha de instrumentação e, consequentemente, especificados os sistemas instrumentados de segurança (SIS) adequados para garantir a segurança contra a explosão (um SIS para nível baixo / muito baixo de água na caldeira, por exemplo, que é uma das grandes causas de explosões). Através de uma Análise de Vulnerabilidade é possível verificar o nível de danos que uma explosão da caldeira poderá acarretar sobre a população exposta. Com esta informação poderão ser adotadas medidas para reduzir os danos e até mesmo definir o melhor local para a instalação da caldeira, por exemplo. Já na Análise Quantitativa de Riscos (AQR), os cenários que podem resultar na explosão da caldeira são avaliados quantitativamente, determinando a probabilidade de ocorrência de cada evento. Com esta análise poderá ser confirmado numericamente se as recomendações propostas realmente irão reduzir o risco de explosão. 5. Operação de Caldeiras UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 98 Operador de caldeira, quando cuidar de sua caldeira, leve sempre em consideração o Manual de Operação e Manutenção do fabricante e a Norma Regulamentadora NR 13, do Ministério do Trabalho. O manual do fabricante é a bíblia da caldeira. Só o fabricante pode dar aspectos específicos de sua caldeira. Toda caldeira deve possuir Manual de Operação atualizado, em língua portuguesa, em local de fácil acesso aos operadores, contendo no mínimo: a) procedimentos de partidas e paradas; b) procedimentos e parâmetros operacionais de rotina; c) procedimentos para situações de emergência; d) procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio ambiente. Os manuais devem ser mantidos atualizados sendo que todas as alterações ocorridas nos procedimentos operacionais ou nas características das caldeiras, deverão ser de pleno conhecimento de seus operadores e prontamente incorporados aos respectivos manuais. Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos calibrados e em boas condições operacionais,constituindo condição de risco grave e iminente o emprego de artifícios que neutralizem sistemas dede controle e segurança da caldeira. A utilização de artifícios como por exemplo “jumps” que neutralizem os sistemas de controle e segurança será considerada como risco grave e iminente e pode levar à interdição da caldeira. Utilizar “Jumps” transitórios em situações onde exista redundância ou onde está sendo feita manutenção preventiva não será considerada como “artifício UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 99 que neutralize” sistema de controle e segurança da caldeira. Para esses casos, é necessário fazer estudo dos riscos envolvidos e acompanhamento desta operação, envolvendo todos os setores que possam por esta ser afetados. A periodicidade de inspeção/manutenção, e a definição dos instrumentos e controles necessários à segurança da caldeira deverão ser definidos pelos profissionais legalmente habilitados. Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operação e controle de operador de caldeira, sendo que o não atendimento a esta exigência caracteriza condição de risco grave e iminente. A responsabilidade pela existência de operadores de caldeiras adequadamente treinados é do dono do estabelecimento. Uma unidade geradora de vapor deve estar permanentemente em boas condições de operação e preservação. Há um mínimo de prescrição que deveriam ser do pleno conhecimento dos operadores de caldeiras, a saber: 1º - Inspecionar diariamente o corpo de nível, promovendo a descarga do indicador de nível, das torneiras de prova e do próprio corpo de nível. Quando se constata algum defeito NUNCA SE DEVE INJETAR ÁGUA imediatamente no interior da caldeira. Deve-se apagar o fogo e esfriar a caldeira, para evitar explosões. 2º - Testar, no mínimo uma vez por mês a válvula de segurança, constatando se abre e fecha automaticamente sem desprender vapor a pressão inferior a sua operação. Esta operação deve ser feita com cuidado para não desnivelar o contrapeso da válvula. 3º - Descarregar diariamente a caldeira, conforme prescrições de tratamento de água. 4º - Manter os vidros indicadores de nível, aparelhos indicadores em geral, perfeitamente limpos, a fim de evitar erros de leitura. Se o vidro de nível internamente estiver embaçado, na primeira parada semanal deve-se limpá-lo. 5º - Não exceder à pressão de trabalho da caldeira, para evitar salvas da válvula de segurança. 6º - No caso de operar com óleo combustível, NUNCA APROVEITAR A INCANDESCÊNCIA DA FORNALHA, para acender novamente (reacender) o queimador. Cada vez que acender o queimador, deve-se introduzir uma tocha. 7º - Extrair uma amostra de água de alimentação e de descarga diariamente, para controle de tratamento. A operação de caldeiras de combustíveis sólidos ou líquidos/gasosos prevê as seguintes etapas: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 100 - pré-partida, - partida, - operação propriamente dita - parada. Os cuidados a serem tomados ao operar estes equipamentos variam de acordo com as características dos mesmos. Caldeiras de grande produção de vapor, com muitos dispositivos de controle e segurança, exigem mais do operador. Entretanto, todas as Caldeiras exigem acompanhamento constante. Em seguida, algumas dessas precauções. Pré-partida das caldeiras de combustíveis sólidos A pré-partida das caldeiras de combustíveis sólidos prevê as seguintes etapas: • Verificação do nível de água no tanque de abastecimento; • Verificação e realização do alinhamento da alimentação de água; • Verificação geral das válvulas e instrumentos da caldeira; • Verificação das condições operacionais da bomba de água de alimentação; • Drenagem dos indicadores e controladores de nível (garrafa e visor) e teste do sistema de segurança (alarme e “trip”); • Abertura dos drenos e dampers (ou persianas) do superaquecedor, onde for aplicável; • Ajuste do nível de água da caldeira na posição operacional; • Verificação das condições operacionais dos ventiladores e sistema de tiragem da caldeira; • Verificação das condições de alimentação elétrica dos painéis de comando e sinalização; • Verificação da quantidade disponível de combustível e manutenção desse material próximo à caldeira; •Verificação do funcionamento do mecanismo de alimentação de combustível; • Verificação do funcionamento do mecanismo de acionamento das grelhas (rotativas ou basculantes); 5.1 Partida de caldeiras de combustíveis sólidos A partida prevê as seguintes etapas: • Colocação de combustível seco, fino e um pouco de combustível líquido para facilitar a combustão inicial; • Acendimento do fogo com tocha ou outro sistema disponível; • Alimentação da fornalha de maneira a garantir aquecimento gradual dos refratários e grelhas da caldeira; • Fechamento do respiro do tubulão superior após garantir eliminação total do ar, nas caldeiras que não possuem superaquecedor; • Abertura lenta da válvula de saída de vapor para evitar golpe de aríete, quando a pressão de trabalho da caldeira é atingida e há liberação do vapor para consumo; • Fechamento do respiro (damper) do superaquecedor nas caldeiras que possuem superaquecedor. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 101 Operação normal das caldeiras de combustíveis sólidos A operação normal de uma caldeira para combustíveis sólidos mantém a seguinte rotina: • Observação atenta do nível de água da caldeira, fazendo os ajustes necessários; • Observação das temperaturas do economizador e pré-aquecedor de ar, quando aplicável; • Observação das indicações dos dispositivos de controle de temperatura e pressão, fazendo os ajustes necessários; • Realização de todos os testes de rotina da caldeira; • Verificação dos tanques de suprimento de água a fim de confirmar se estão sendo suficientemente abastecidos; • Verificação da reposição de combustível; • Vistoria nos equipamentos a fim de detectar qualquer anormalidade (ruído, vibrações, superaquecimento); • Verificação da temperatura dos gases da chaminé a fim de detectar se está dentro dos parâmetros normais; • Observação da combustão através dos visores e da chaminé fazendo os ajustes necessários; • Regulagem nos “dampers” quando necessário; • Sopragem periódica de fuligem conforme rotina de cada equipamento, onde seja aplicável; • Realização de descargas de fundo conforme recomendações do laboratório de análise de água; • Fazer as anotações exigidas pelos superiores; • Manutenção da ordem e da limpeza da casa de caldeiras; • Notificação a outro operador habilitado ou a um superior para que se efetue sua substituição em caso de necessidade de se afastar da casa de caldeiras; • Se a caldeira apagar subitamente durante a operação normal, a retomada do processo de acendimento somente deverá ocorrer após garantia de completa purga e exaustão dos gases remanescentes. No Funcionamento da Caldeira de combustíveis sólidos Quando a pressão do vapor estiver próxima à pressão de trabalho, evita-se o “golpe de aríete” abrindo-se lentamente a válvula de vapor; Observa-se atentamente o manômetro e o indicador de nível, ajustando-os, se necessário, aos padrões de segurança; O Operador não deve afastar-se do local de trabalho. Não é recomendado que o Operador da Caldeira execute outras atividades; Dá-se descarga de fundo conforme recomendações de tratamento da água; Faz-se as anotações diárias e verifica-se o funcionamento de todos os equipamentos e acessórios; Evite-se queimar lixo ou outro material estranho, pois pode ocasionar: entupimento das grelhas, superaquecimentos, explosõesna fornalha, ... Dá-se descarga manual nas válvulas de segurança, no mínimo, uma vez por mês. Em caldeiras Aquatubulares, limpa-se os tubos com soprador de fuligem; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 102 Tanto para caldeiras manuais como automáticas, não se deve perder de vista o controle do nível da água. Adiciona-se corretamente os produtos para tratamento da água; Segue-se as instruções CIPA e colabora-se com ela; Mantém-se limpo e em ordem o local de trabalho; Aciona-se o sistema alternativo de abastecimento de água (injetor/burrinho); Faz-se o controle de tiragem de CO da combustão. 5.1 Parada das caldeiras de combustíveis sólidos Para fazer a parada das caldeiras, procede-se da seguinte forma: • Sopragem de fuligem (ramonagem) em caldeiras aquatubulares dotadas destes dispositivos; • Interrupção da alimentação de combustível e execução dos cuidados necessários com relação aos alimentadores (pneumáticos, rotativos, etc.); • Manutenção do nível de água ajustando-o, conforme a vaporização que irá ocorrer e a quantidade de combustível disponível na fornalha; • Desligamento dos ventiladores e exaustores se o combustível remanescente na fornalha não é suficiente para geração de vapor; • Abafamento da caldeira por meio do fechamento dos dampers e portas de alimentação da fornalha, garantindo vedação contra entradas de ar frio; • Fechamento da válvula de saída de vapor; • Abertura do respiro da caldeira, ou do superaquecedor, onde existir um; • Basculamento das grelhas para possibilitar limpeza da fornalha. Pré-partida das caldeiras de combustível líquido e/ou gasoso Nas Caldeiras de combustível líquido, todos os dispositivos para combustão (bombas de óleo, ignição, etc.), bombas d’água e os sistemas de bloqueio e alarme, estão ligados a um painel de comando e a um programador. Embora automáticos, estes dispositivos podem vir a falhar, reforçando a importância da norma que adverte o operador a não abandonar o seu posto de trabalho. Para as caldeiras de combustível líquido ou gasoso, a pré-partida acontece na seguinte sequencia de etapas: • Verificação do nível dos tanques de água e de combustível; • Verificação e execução do alinhamento da alimentação de água; • Verificação e execução do alinhamento da alimentação de combustível e limpeza dos sistemas de filtros, se necessário; • Para caldeiras a óleo combustível, início do processo de aquecimento e controle de temperatura até atingir temperatura suficiente para circulação do óleo; • Acionamento da bomba e inicio da circulação de óleo até que a temperatura ideal do combustível para a partida da caldeira seja atingida; • Verificação geral das válvulas e instrumentos da caldeira; • Verificação das condições operacionais das bombas de alimentação de água e de combustível; • Drenagem dos indicadores e controladores de nível (garrafa e visor) e teste do sistema de segurança (alarme e trip); UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 103 • Ajuste do nível de água da caldeira na posição operacional; • Abertura de drenos e respiros da caldeira; • Abertura de drenos e respiros do superaquecedor, nas caldeiras que os possuem. • Verificação das condições de alimentação elétrica dos painéis de comando e sinalização; • Verificação das condições operacionais dos ventiladores e do sistema de tiragem da caldeira; • Verificação, onde houver, das condições operacionais do compressor de ar utilizado na atomização do combustível; • Verificação do posicionamento e condições dos eletrodos de ignição; • Limpeza da fotocélula. 5.1 Partida das caldeiras de combustível líquido e/ou gasoso Para dar a partida na caldeira, a sequencia é a seguinte: • Ventilação ou purga da fornalha por um período suficiente para garantir a eliminação total de gases; • Partida do compressor de ar para atomização, onde for aplicável; • Verificação se os valores de temperatura e pressão do combustível são ideais para acendimento; • Acendimento do queimador piloto; • Alinhamento lento da válvula manual de combustível, certificando-se de que a caldeira está acesa; • Para caldeiras com mais de um queimador, a seqüência de acendimento recomendada pelo fabricante deve ser obedecida; • Ajuste das condições de queima, garantindo estabilidade de chama; • Desligamento do queimador piloto e verificação da estabilidade da chama; • Aquecimento gradual com acompanhamento para não danificar o refratário e tubos respeitando-se a curva de aquecimento recomendada para cada tipo de caldeira; • Verificação, durante a fase de aquecimento, de quaisquer anormalidades nos equipamentos e nos instrumentos indicadores de controle, tomando as providências para os ajustes necessários; • Fechamento do respiro do tubulão superior, após garantir eliminação total do ar em caldeiras que não possuem superaquecedor; • Passagem do controle da caldeira para o automático quando as condições de pressão atingirem valores preestabelecidos para tal, conforme procedimento operacional; • Atingida a pressão de operação, abertura lenta da válvula de saída de vapor para evitar o golpe de aríete e para liberar o vapor para consumo; • Fechamento do respiro do superaquecedor, se houver. Operação normal das caldeiras de combustível líquido e/ou gasoso Para a operação normal de caldeiras de combustível líquido e/ou gasoso, o operador deve seguir as seguintes recomendações: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 104 • Observação atenta do nível de água da caldeira, fazendo os ajustes necessários; • Observação das temperaturas do economizador e préaquecedor de ar, onde existirem; • Observação das indicações dos dispositivos de controle de temperatura e pressão, fazendo os ajustes necessários; • Realização de todos os testes de rotina da caldeira; • Verificação do abastecimento dos tanques de suprimento de água; • Verificação da reposição de combustível; • Vistoria nos equipamentos, observando qualquer anormalidade (ruído, vibrações, superaquecimento). • Verificação dos parâmetros de temperatura dos gases da chaminé; • Observação da combustão através dos visores e da chaminé fazendo os ajustes necessários; • Regulagem nos dampers quando necessário; • Sopragem periódica de fuligem conforme rotina de cada equipamento; • Realização de descargas de fundo conforme recomendações do laboratório de análise de água; • Execução das anotações exigidas pelos superiores e dos registros necessários no livro da caldeira; • Manutenção da ordem e da limpeza da casa de caldeiras; • Nunca se ausentar da casa de caldeira sem notificar algum colega ou superior para que se efetue a substituição; • Se a caldeira apagar subitamente durante sua operação normal, retomar o processo de acendimento somente após garantia de completa purga e exaustão dos gases remanescentes. 5.1 Parada das caldeiras de combustível líquido e/ou gasoso A parada é feita através das seguintes etapas: • Sopragem de fuligem (ramonagem) em caldeiras dotadas destes dispositivos; • Interrupção da alimentação de combustível, fazendo a purga da linha, uma parte para queima e o restante para uma linha de retorno. No caso de queima de óleo combustível, a purga da linha pode ser feita com óleo menos viscoso o qual não poderá passar pelo aquecedor de óleo que deverá ser desligado. Para linha de gás, esta purga poderá ser feita com injeção de vapor; • Apagamento dos queimadores obedecendo à seqüência recomendada pelo fabricante da caldeira; • Para caldeiras de óleo combustível, deve-se desligar a bomba de alimentação de óleo; • Ventilação da fornalha para exaustão completa de gases remanescentes; • Drenagem dos visores de nível, fazendo os ajustes necessários para manter a caldeira com nível operacional; • Após a exaustão da fornalha,desativação do ventilador e abafamento da caldeira fechando todos os dampers e registros de ar; • Fechamento da válvula de saída de vapor e bloqueamento de todos os pontos de drenagem da caldeira; • Interrupção da alimentação de água; • Abertura do respiro da caldeira ou do superaquecedor. 5.2 Regulagem e controle UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 105 5.2.1 De Temperatura Os controles de temperatura mais importantes em uma caldeira são: • Controle de temperatura do ar; • Controle de temperatura dos gases de combustão; • Controle de temperatura do óleo combustível; • Controle de temperatura do vapor em caldeiras com superaquecedor; • Controle de temperatura de água de alimentação. Em uma caldeira, a temperatura do vapor gerado está diretamente ligada à sua pressão. Por isso, não é possível realizar o controle somente da temperatura. Para o vapor superaquecido, o controle e ajuste de temperatura pode ser feito através de dessuperaquecimento, que consiste em diminuir a temperatura do vapor pela injeção de água. Assim, o controle da temperatura do vapor é realizado por meio do controle das condições de regulagem da relação combustível x ar, que afetam diretamente a pressão do vapor gerado. O controle de temperatura do ar é realizado no pré-aquecedor de ar e no economizador e deve ser feito a fim de aumentar o rendimento em termos de combustão. O controle de temperatura dos gases de combustão é feito para detectar o aparecimento de temperaturas altas na saída dos gases de combustão. Quando essa temperatura se eleva, isso pode ser sintoma de alguma anormalidade operacional, dentre as quais: • Caldeira suja, com deficiência de troca térmica; • Queda de material refratário, mudando o caminho preferencial dos gases; • Juntas de amianto não dão perfeita vedação; • Tamanho de chama maior que o aceitável; • Excesso de ar na fornalha, causando aumento de velocidade dos gases. Os controles de temperatura do óleo devem ser dimensionados e ajustados para garantir a circulação e a viscosidade ideal de pulverização para queima no queimador. O controle de temperatura pode ser feito na regulagem do termostato ou do Set Point dos controladores. O controle de temperatura da água de alimentação tem o objetivo principal de garantir uma faixa de temperatura ideal para favorecer a desgaseificação da água. Normalmente este controle é feito por uma controladora que está ligada à malha do sistema de alimentação. 5.2.2 De pressão Os controles de pressão mais importantes de uma caldeira são: • Controle da pressão da água de alimentação; • Controle da pressão do ar; • Controle da pressão da fornalha; • Controle da pressão do combustível; • Controle da pressão do vapor. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 106 O controle da pressão da água faz parte da malha de controle. Em caso de baixa pressão de água de alimentação, que pode ser causado por uma parada da bomba ou problemas mecânicos com a bomba, ocorre o desarme da caldeira. A atuação para sanar o problema pode ser feita manual ou automaticamente, ligando- se uma bomba reserva, por exemplo. O controle de pressão de ar é executado regulando-se a ventilação/exaustão de modo a evitar-se pressão muito acima ou muito abaixo das recomendadas no interior da fornalha. O controle de pressão da fornalha é muito importante para evitar vazamentos de gases para o ambiente de trabalho, ou ocorrência de infiltrações de ar falso e frio que altera o rendimento da caldeira. A regulagem e o controle da pressão do combustível são muito importantes para a eficiência da combustão, afetando a atomização e a dispersão do combustível. As variações de pressão podem causar problemas inclusive de desarme da caldeira. A regulagem de controle de pressão de vapor deve ser executada diretamente no vapor, de modo que seja alcançada a pressão requerida pelos consumidores. Deve-se tomar especial atenção para que a pressão de vapor não suba a níveis acima da pressão de trabalho, pois irá gerar perdas de insumos (água, produtos químicos, combustível etc.) através da abertura das válvulas de alívio e segurança do sistema. 5.2.3 De fornecimento de energia Controle do fornecimento de energia Nas caldeiras de combustível sólido, a regulagem da energia para geração de vapor é feita mediante atuação na dosagem de combustível (manual ou automaticamente), em sintonia com a injeção de ar para melhoria da combustão. Nas caldeiras de combustível líquido ou gasoso, mediante sinal recebido do controle de pressão do vapor, haverá atuação na abertura da válvula de admissão de combustível, também em sintonia com a vazão de ar para ajuste e melhoria da combustão. 5.2.4 Do nível de agua Basicamente, a regulagem e o controle de nível para controladores tipo bóia, necessitam de intervenção mecânica, alterando-se as dimensões da haste entre as chaves liga/desliga. Para controladores com eletrodos, esta regulagem exige alteração nas dimensões dos eletrodos, em função da deposição/corrosão dos eletrodos. Para os controladores termostático e hidráulico, esta regulagem necessita de ajustes na válvula automática de admissão de água. Este ajuste deve ser realizado sempre que o nível real estiver fora da posição ideal de operação. Para os controladores do tipo de transmissão por pressão diferencial, a regulagem é feita mediante ajuste do set point no próprio controlador. 5.2.5 De Poluentes UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 107 Os principais poluentes atmosféricos são: ▪ Material particulado (fuligem); ▪ Monóxido de carbono; ▪ Óxido de enxofre; ▪ Hidrocarbonetos; ▪ Óxidos de nitrogênio; ▪ Oxidantes fotoquímicos ▪ Monóxido de carbono (CO): Os efeitos da exposição ao monóxido de carbono estão associados à diminuição da capacidade de transporte de oxigênio pelo sangue. Foi demonstrado, experimentalmente, que a pessoa exposta ao monóxido de carbono pode ter diminuídos seus reflexos e acuidade visual e sua capacidade de estimar intervalos de tempo. Parâmetros dos gases em função do combustível IMPORTANTE: Como regra geral e baseado em experiências em campo, para caldeiras de Biomassa adota-se valores de (CO) compreendidos entre 0 à 800 (ppm) para uma boa regulagem da combustão e menor emissão de particulados e para efeito de fiscalização UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 108 A escala de comparação do índice de fuligem 5.2.6 De combustão Para produzir vapor é necessária a geração de calor. Para tal, uma das maneiras mais usuais é utilizar-se os processos de combustão. A combustão é o resultado de fenômenos físicos e químicos. Para que ela aconteça, é preciso que se disponha de um combustível e do comburente adequadamente misturados. Combustível Podemos definir combustível como sendo um “material... usado para produzir calor por combustão”, ou então: ”qualquer material que alimenta fogo”. Dependendo de sua disponibilidade e da viabilidade econômica de seu uso, os combustíveis utilizados na geração de vapor podem se: sólidos, líquidos ou gasosos. Comburente O comburente é uma “substância que produz ou auxilia a combustão”. Essa substância é o oxigênio O combustível, líquido ou gasoso, é constituído basicamente por carbono (C) e hidrogênio (H), ou seja, os hidrocarbonetos. Alguns tipos de combustível UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 109 apresentam em sua composição, elementos como enxofre (S), vanádio (V) e outras impurezas. Também podem estar presentes componentes inorgânicos como: ✓ nitrogênio (N2), ✓ vanádio (V), ✓ ferro (Fe) ✓ níquel (Ni), quegeram as cinzas. ✓ Combustão Completa Na combustão completa, a máxima geração de energia é obtida e os gases resultantes desse processo são menos nocivos ao ambiente. Assim, dependendo das características do combustível, a geração de material particulado (MP) é mínima, ou nula. Não se pode eliminar a emissão de dióxido de enxofre (SO2). Combustão Incompleta Na combustão incompleta existe a presença de monóxido de carbono (CO) e fuligem. Esses poluentes, além de nocivos à saúde, diminuem o rendimento da combustão, com consequente diminuição da geração de energia. Excesso de Ar na Combustão Para que se obtenha o maior rendimento possível no processo de combustão, deve-se trabalhar com a quantidade estequiométrica de ar, ou seja, a quantidade de ar que considera uma relação exata e correta entre comburente e combustível, a fim de que todo o combustível seja queimado. Na prática, porém, os equipamentos estão sujeitos a variações de temperatura e pressão do ar, bem como a variações nas condições nas câmaras de combustão. Isso impede a geração do calor em condições ideais. Quando se opera a caldeira com excesso de ar, além de dióxido de carbono (CO2), água (H2O), dióxido de enxofre (SO2) formados na combustão e do nitrogênio (N2), presente no ar, encontra-se, também, dentro da fornalha, oxigênio que não reagiu com o carbono. A quantidade de ar fornecida a um determinado queimador é indicada numericamente como porcentagem da quantidade estequiométrica. Por exemplo, em um queimador trabalhando com ar de combustão a 110%, tem-se 10% de excesso de ar em relação à quantidade estequiométrica. NOTA: De modo geral, para caldeiras de queima de bagaço (Biomassa) é recomendável um valor de 40% de excesso de AR na combustão. 5.3 Falhas de operação causas e providências A) RETROCESSOS DE CHAMA Causas: Abertura muito rápida da boca de alimentação da fornalha; Alimentação incorreta de combustível sólido/pulverizado; Deficiência na tiragem da chaminé (exaustor pode estar desligado ou damper UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 110 fechado). Como evitar: Nunca abrir bruscamente a boca da fornalha; Manter o damper aberto e o exaustor ligado. B) NÍVEL DE ÁGUA ALTO Causas: Falha no sistema de alimentação (bomba); Falha no sistema automático de controle de nível (eletrodos); Falta de atenção do operador. Como evitar: Manutenção adequada do sistema de alimentação de água; Efetuar manutenção preventiva nos sistemas de controle de nível; Manter atenção constante aos sistemas de alimentação. O que fazer nestes casos: Se confirmar o nível alto, atuar na descarga de fundo e posicionar o nível de água, tomando todos os cuidados necessários; Cortar a alimentação de água (desligando a bomba, fechando a válvula após a bomba, etc...); Testar o visor de nível, certificando-se se o nível é aquele mesmo; Informar a manutenção e o superior imediato do ocorrido, para a imediata correção. C) PRESSÃO DO VAPOR ACIMA DO LIMITE NORMAL Causas: Sede da válvula de segurança pode estar emperrada/colada; Válvula de segurança está desregulada. Como evitar: Jamais alterar a regulagem da válvula de segurança (abertura deve respeitar PMTA ); Com a caldeira em operação, testar semanalmente a válvula de segurança; Para baixar a pressão, abrir manualmente a válvula de segurança, e se a pressão continuar subindo, cortar completamente a alimentação de combustível, desligar o exaustor, desligar os ventiladores de entrada de ar, fechar os dampers de saída e efetuar descargas de fundo, e se ainda assim a pressão estiver alta, UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 111 injete água pelo sistema de alimentação, atentando para não elevar excessivamente o nível de água. D) RUPTURA DE TUBOS Como proceder: Cortar a alimentação do combustível; Jogar areia sobre o fogo (NUNCA ÁGUA), para apagar o fogo; Manter damper aberto e exaustor ligado, pelo tempo que for possível, de modo a expulsar o vapor pela chaminé; Se a pressão estiver alta ou tiver tendência de elevação, acionar manualmente as válvulas de segurança; Manter o nível de água pelo tempo que for possível, para evitar choque térmico; Se não for possível manter o nível de água, cortar a alimentação de água imediatamente, desligando a bomba e fechando as válvulas após a bomba; Ocorrida a despressurização da caldeira, parar os ventiladores e efetuar o processo de resfriamento natural. E) OUTROS TIPOS DE EMERGÊNCIA Podem ocorrer: Queda de parede refratária (causando superaquecimento na chaparia, caldeira deverá ser parada); Parada de energia elétrica; Parada de ventiladores ou exaustores; Pane no sistema de instrumentação (pressostato, manômetro, visor de nível quebrado, etc...). Como proceder: Apagar o fogo e fechar a válvula principal de saída de vapor; Para caldeiras a combustível sólido, manter nível de água dentro da faixa desejada, através do uso do injetor manual; Avaliar calma e criteriosamente a situação, para checar se será possível a normalização da situação, e manter a caldeira pressurizada se possível; Se perceber que a situação não se normalizará, iniciar procedimento de parada para efetuar manutenção corretiva. 5.4 Roteiro de vistoria diária Uma caldeira deve operar dentro das especificações para a qual foi projetada, pois se a operação for deficiente, reduzindo a eficiência do sistema, poder-se-á ter prejuízos. ATENÇÃO Nunca se deve injetar água, imediatamente, no interior da caldeira ao se constatar a falta de nível. Deve-se imediatamente apagar o fogo e esfriar a caldeira, para evitar explosões. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 112 Não podemos esquecer que se trata de um vaso de pressão, que poderá oferecer sérios riscos e até mesmo, danos irreparáveis, por causa de um descuido de operação. • Inspecionar diariamente a coluna de nível de água, fazendo a descarga pela torneira de prova; • Proceder diariamente, ou a períodos regulares de acordo com as prescrições do tratamento de água, a descarga da caldeira (para eliminação da lama e partículas estranhas); • Testar diariamente a válvula de segurança; • Não exceder a pressão normal de operação, para evitar descargas pela válvula de segurança, pois a constante perda de vapor afeta o rendimento da caldeira; • Manter os visores de nível e indicadores em geral, perfeitamente limpos; • Nunca aproveitar a incandescência da fornalha para reacender o queimador. Esta prática evita eventual formação de misturas gasosas, que podem chegar a ponto de provocar explosões, causando danos totais à fornalha; • Diariamente deve ser coletada amostra de água de alimentação e descarga para analisar; • Não abandonar a caldeira: o funcionamento da caldeira é automático e teoricamente dispensa o operador. Entretanto, o fornecimento de energia elétrica, água e óleo combustível ainda não acompanham com rigor as necessidades industriais. A inesperada falta de energia elétrica e água, a variação da composição (e viscosidade) do óleo combustível e mais outros acontecimentos imprevisíveis necessitam da presença do operador na casa da cadeira, para fazer manobras, regular a combustão, manter a pressão e produção de vapor na faixa estabelecida pelo consumo; Observar o funcionamento dos instrumentos de controle e sistema de segurança, tais como: válvulas, indicadores de nível de água, controle de chama de combustão, manômetros, termômetros e válvulas solenoides; • Observar o funcionamento do comando automático: combustores, servo- motores, modulação de chama, etc..., Bombas de água (alimentação) pressostatos e termostatos; • Observar o funcionamento dos seguintes equipamentos auxiliares: bombas, compressor, ventilador, resistências elétricas, serpentinas, motores elétricos; • Observar a combustão através dos visores e a temperaturada chaminé; • Manter limpa a casa da caldeira e todos os seus acessórios; • Anotar no diário da caldeira todos os acontecimentos e observações e anexar os gráficos dos registradores; • Tomar providências para eliminar vazamentos de óleo, água, vapor, manter os combustores e tubos de fumaça limpos. Executar os períodos de drenagens. Regular a combustão. • Verificar as incrustações (tratamento de água), refratários, purgadores. • Não acumular os serviços de reparação e quando surgir a necessidade de consertar, regular, trocar algum componente dos equipamentos ou dos instrumentos, fazer o mais breve possível. 5.5 Operação de um sistema de varias caldeiras A indústria que possui um sistema de várias caldeiras deve possuir um barrilete distribuidor de vapor com o número de entradas igual à quantidade das mesmas e número de saídas de acordo com o processo. Na linha principal de vapor UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 113 devem ser instaladas válvulas de retenção para evitar que o vapor das outras caldeiras retorne para as mesmas quando estiverem paradas. Estes barriletes têm como acessórios as válvulas de entrada e saída de vapor, geralmente do tipo globo, purgadores, manômetros e termômetros, além de serem isolados termicamente. 5.6 Procedimentos em situações de emergência Para que uma caldeira funcione bem e tenha suficiente longevidade e as inspeções de segurança ocorram normalmente é preciso que a manutenção seja primorosa, contínua e preventiva. O setor de manutenção ou o operador devem cumprir as recomendações de manutenção dos fabricantes e conservar a caldeira, a casa da caldeira e toda instalação de vapor a aparelhos que consomem vapor em perfeito estado. Devem também periodicamente inspecionar as aberturas de limpeza e verificar o estado interno da caldeira. Deve abrir também as tampas (dianteira e traseira) e verificar os espelhos, fissuras, vazamentos nas extremidades dos tubos, o estado dos refratários e o interior da fornalha. Verificar e eliminar todas as incrustações encontradas e controlar o tratamento de água, periodicamente testar o sistema de alimentação de água e de nível mínimo, as válvulas de segurança, o sistema elétrico (painéis e armários) da caldeira e de proteção de chama e de modulação dos combustores. Quando isto não for observado podem ocorrer as seguintes emergências: Falta de água na caldeira - esperar a caldeira esfriar totalmente, verificar o defeito, providenciar o conserto e tornar a acendê-la no dia seguinte; Válvulas de segurança não funcionam - desligar a caldeira imediatamente e esperar que a pressão caia e com a caldeira fria reparar ou trocar a mesma; Combustão excessiva - regular imediatamente a caldeira, se a mesma ficou suja, limpá-la a primeira oportunidade; Sistema elétrico ou eletrônico defeituoso - verificar o defeito e consertar; Furos ou fissuras nos tubos nas partes de pressão - substituir os tubos furados ou reparar com solda as partes danificadas, depois de retirada totalmente a trinca; Equipamentos auxiliares e instrumentos falharem - fazer a troca ou conserto imediatamente; Operação errada - procurar corrigir o defeito de operação; Maçaricos entupidos - limpá-los com cuidado para que os orifícios de saída não sejam danificados, arranhados ou alargados. 6. Tratamento de Água de Caldeiras UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 114 A operação segura e eficiente de uma caldeira é extremamente dependente da qualidade da água disponível para alimentação da mesma. De nada adianta a instalação de um equipamento ultra moderno, com todos os acessórios/ periféricos disponíveis e totalmente automatizado se não é levada em consideração a qualidade da água e o tratamento químico aplicado. Como sabemos, a água tem uma tendência a dissolver uma série de substâncias, tais como sais, óxidos/ hidróxidos, diversos materiais e inclusive gases, motivo pelo qual nunca é encontrada pura na natureza. Além das espécies dissolvidas, pode apresentar material em suspensão, tais como argila, material orgânico, óleos, etc. A presença de todas estas impurezas muitas vezes causa problemas no uso da água para geração de vapor, podendo formar incrustações e/ ou acelerar os processos corrosivos. Um dos itens normalmente relacionados como responsáveis por acidentes ocorridos em caldeiras é a “Qualidade da Água Usada”. A água utilizada na produção de vapor deve ser sempre tratada em bases tecnologicamente corretas, devendo-se evitar, para essa finalidade, o emprego de águas naturais, mesmo as provenientes das redes de abastecimento. 6.1 Impurezas da Água e suas Consequências A água para uso industrial deve obedecer a certas especificações, de acordo com a finalidade a que é destinada. Assim, a água que se destina à produção de vapor, deve ser isenta ou conter quantidades limitadas, de sais de cálcio, magnésio, ferro, manganês, alumínio bem como a sílica pois esses compostos provocam a formação de incrustações no interior dos tubos das caldeiras, provocando a queda do rendimento térmico e constituindo ameaça para graves acidentes. A água sendo ótimo solvente, nunca é encontrada em estado absoluto de pureza . A própria água da chuva contêm várias impurezas que normalmente, se encontram na atmosfera. O Dióxido de carbono (CO 2 ) existente na atmosfera e também no solo provenientes da decomposição de matéria orgânica, dissolve-se na água, que adquire um caráter ácido. Essa água, ao correr sobre o solo ou através dele, dissolve outras substâncias nele existentes, tais como, sais de cálcio, magnésio, sódio, ferro, manganês e sílica. Portanto, as características do solo determinam a qualidade da água que o atravessa. Com relação às impurezas gasosas contidas na água de chuva, há uma diferença entre aquelas que normalmente estão presentes em zonas residenciais ou de campo e as das zonas industriais. Nas zonas residenciais ou de campo, tem-se comumente, ar (oxigênio), dióxido de carbono e amônia. Nas zonas industriais além desses gases, a água pode conter: Dióxido de Enxofre, Tri óxido de Enxofre, Óxidos de Nitrogênio, Gás Sulfídrico, etc. Esses gases constituem o que se chama de fumos ácidos. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 115 6.2 Tratamento de Água de Alimentação Inúmeros tipos de tratamento interno de água de caldeira têm sido utilizados nos últimos cem anos. Esses tipos variam desde a adição de uma variedade de produtos químicos orgânicos e inorgânicos até a adição de produtos químicos não específicos, tais como variados produtos, e, tem três objetivos principais: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 116 a- prevenir e controlar a formação de depósitos na caldeira. b- prevenir a corrosão da caldeira e seus auxiliares. c- conduzir vapor de alta pureza. A operação segura e eficiente de uma caldeira é extremamente dependente da qualidade da água disponível para alimentação da mesma. Atualmente as indústrias já investem adequadamente nos equipamentos para tratamento primário e secundário. Dificilmente uma indústria que possui caldeiras de alta pressão, não tenha sistemas de desmineralização ou ultra filtração para o tratamento final da água de alimentação das caldeiras. Porém, só isto não é suficiente para garantir a qualidade do vapor produzido e a vida útil dos equipamentos envolvidos nos processos. Cientes de todos os detalhes mencionados, consideramos ideal para geração de vapor uma água com as seguintes características: · Menor quantidade possível de sais e óxidos dissolvidos · Ausência de oxigênio e outros gasesdissolvidos · Isenta de materiais em suspensão · Ausência de materiais orgânicos · Temperatura elevada · pH adequado (faixa alcalina) É errônea a associação da qualidade da água para consumo humano (potabilidade) com a água para geração de vapor Geralmente, os métodos de tratamento são classificados em 02 sistemas: > Sistema de alimentação/sistema de condensado > Sistema da caldeira UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 117 TRATAMENTOS PRELIMINARES DA ÁGUA São procedimentos recomendados para execução na água de reposição das caldeiras, visando retirar as impurezas e evitar as consequências de sua presença. O tratamento preliminar atua primeiramente sobre as impurezas mais grosseiras, tais como turbidez, sólidos em suspensão e material orgânico. Depois, dependendo da necessidade, são feitos tratamentos mais sofisticados para eliminação do material dissolvido. Apesar do toda tecnologia disponível, muitos usuários de caldeiras não fazem pré-tratamento de água, o que é extremamente desaconselhável e dificulta enormemente o trabalho do tratamento químico interno (quando é feito). Não é raro encontrarmos caldeiras alimentadas com água bruta, diretamente de fontes como rios, represas e poços. Um tratamento preliminar que também deve ser executado é a remoção de oxigênio e outros gases dissolvidos na água, através de uma desaeração. CLARIFICAÇÃO/ FILTRAÇÃO Operação realizada normalmente em uma estação de tratamento de água (ETA), responsável pela eliminação de material suspenso na água. A clarificação é feita por um processo de coagulação / floculação - das impurezas, mediante a adição de um ou mais produtos específicos (tais como o sulfato de alumínio, cloreto férrico, polímeros de acrilamida, policloretos de alumínio (PACs), taninos modificados, etc.). O produto aglutina as impurezas da água através de interações eletrostáticas e promove a formação de flocos, maiores e mais densos que se sedimentam e são eliminados (vide figura). A água clarificada é então submetida a uma filtração, normalmente em leito de areia, através dos filtros que operam por gravidade ou pressão. Consideramos o conceito de “coagulação” como sendo a neutralização das cargas elétricas das partículas presentes na água. A floculação é o aglutinamento dessas partículas, formando um floco grande o suficiente para ser removido por decantação (ou flotação). Um mesmo produto pode fazer a função de floculante e coagulante. Ao término deste processo a água é submetida aos tratamentos complementares, quando for o caso. Eventualmente, pode-se fazer uma desinfecção da água antes, durante e/ou após o processo de clarificação/ filtração, tarefa comumente efetuada por uma cloração. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 118 PROCESSOS DE TROCA IÔNICA É um tratamento complementar que visa a remoção dos íons dissolvidos na água causadores de problemas, tais como cálcio, magnésio, sílica, etc. Este processo faz uso das chamadas resinas de troca iônica, que são pequenas esferas porosas de material plástico em cuja superfície estão ligados os íons que serão usados na troca. Assim, existem dois tipos básicos de resina: as catiônicas, que trocam íons positivos (tais como Ca2+, Mg2+, Na2+, H+, Ba2+, etc.) e as aniônicas, que trocam íons negativos (Cl-, OH-, SiO32-,...). O processo consiste em fazer a água a ser tratada passar por um ou mais leitos dessas resinas, as quais retém os íons de interesse. Chegará um momento em que o leito estará saturado e deverá ser regenerado adequadamente . Deve haver um rígido controle na qualidade da água antes de passar pelos vasos de troca iônica. Residuais de cloro livre, íons de ferro, sólidos suspensos, óleos e graxas são os maiores inimigos desta classe de resinas. Como desvantagem, o processo de troca iônica tem um fixo relativamente elevado (principalmente o custo das resinas) e a necessidade do uso e manuseio de produtos químicos perigosos (ácidos e soda cáustica) para regeneração dos leitos. Dependendo da finalidade a que se propõem, os processos de troca iônica para água são: Abrandamento Consiste na remoção de cálcio e magnésio da água. Faz uso de resinas que trocam íons sódio (Na+) ou hidrogênio (H+). Após saturação do leito, a regeneração é feita com cloreto de sódio ou ácido clorídrico (as vezes sulfúrico). Um esquema do processo de abrandamento é mostrado na figura a seguir: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 119 ILUSTRAÇÃO DE UM PROCESSO DE ABRANDAMENTO POR TROCA IÔNICA (CICLO HIDROGÊNIO). Desmineralização Trata-se de um processo completo, removendo os íons positivos e negativos da água e deixando-a praticamente isenta de materiais dissolvidos. Consiste em fazer a água passar por um abrandador operando com resina de ciclo hidrogênio e, após, passar por um leito de resina aniônica, que troca íons hidroxila (OH-), conforme no esquema a seguir. Este procedimento é capaz de remover a sílica e silicatos solúveis, além de carbonatos, sulfatos e até cloretos. Após saturação do leito, normalmente é feita regeneração com soda cáustica (NaOH). Eventualmente, após o leito aniônico, a água poderá ainda passar por um leito misto de resinas, garantindo maior pureza da mesma. É também comum a passagem da água por uma coluna de descarbonatação logo após o abrandamento, fazendo a retirada do CO2 porventura dissolvido na água. PRINCÍPIO DE FUNCINAMENTO DE UMA RESINA ANIÔNICA. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 120 CONJUNTO DE VASOS DE UM SISTEMA DE DESMINERALIZAÇÃO DE ÁGUA PARA CALDEIRA. PROCESSO DE OSMOSE REVERSA Consiste em fazer a água previamente filtrada passar por dispositivo normalmente cilíndrico denominado “permeador”, onde os sais presentes na água são retidos por membranas seletivas especialmente fabricadas. A água pura é eliminada radialmente pelo permeador, enquanto que a parcela de água não permeada é descartada a uma concentração mais elevada de sais. Este fato constitui uma das desvantagens do sistema, além do alto custo e da necessidade de se operar com vários permeadores em paralelo para obtenção de uma vazão razoável ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DE UM SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUA POR OSMOSE REVERSA. Sistema de Osmose Reversa UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 121 OUTROS PROCESSOS DE ABRANDAMENTO A água também pode ser abrandada (remoção de Ca2+ e Mg2+) embora não totalmente, por outros processos químicos através de tratamento com cal, cal e soda (também chamado “cal sodada”), barrilha (Na2CO3) ou fosfatos; alguns deles são também capazes de remover parte da sílica dissolvida na água. Estes processos são usados quando a dureza da água é excessivamente elevada e não se encontra nenhuma outra fonte de água de melhor qualidade. DESTILAÇÃO Consiste em vaporizar a água e condensá-la em seguida para produção de água pura e, assim, alimentar a caldeira. Devido ao alto custo operacional, este processo somente é empregado em locais com elevada disponibilidade de energia (combustível barato ou abundante) e em instalações marítimas, para utilização da água do mar. Tratamento Precipitante – Fosfato É uma dos primeiros conceitos em tratamento bem sucedidos e o mais utilizado em número de caldeiras hoje em dia, principalmente nos modelospequenos e de baixa pressão. Consiste em adicionar um composto a base de fosfato à água (fosfato mono, di ou trissódico, polifosfatos, etc.) o qual reage com a dureza e a sílica dissolvidas; estas reações ocorrem estequiometricamente e, na presença de adequadas concentrações de alcalinidade hidróxida (OH-), formam lamas precipitadas de hidroxiapatita de cálcio e um hidroxissilicato de magnésio (chamado de “serpentina”). As lamas sedimentam-se no fundo da caldeira e são removidas pelas descargas de fundo. Vide reações abaixo. Juntamente com o fosfato, é também adicionado um produto chamado “condicionador de lama”, que a mantém dispersa visando impedir a sua aderência sobre a superfície de aquecimento da caldeira. Inicialmente, usava-se para esta finalidade produtos a base de ligninas, taninos, amidos modificados, carboximetilcelulose (CMC), entre outros. Atualmente, o uso de polímeros específicos tem se mostrado mais eficiente; como exemplo, podemos citar os polímeros baseados em acrilatos, sulfonados e fosfino- carboxílicos. No caso dos fosfatos, o uso dos chamados polifosfatos tem se mostrado UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 122 mais eficiente, principalmente pelo efeito “Threshold” que este tipo de molécula exibe Na figura abaixo está ilustrada a estrutura básica dos polifosfatos. O tratamento com fosfatos tem alguns inconvenientes, a saber: · Formação de lamas: podem se aderir sobre as superfícies metálicas da caldeira, constituindo incrustações. Isto ocorre principalmente em locais com elevada taxa de vaporização, tais como nos trechos e tubos submetidos à radiação (fornalha). · Necessita de valores elevados de alcalinidade hidróxida, o que aumenta a probabilidade de ataque cáustico. · Não tolera abaixamentos de pH na água da caldeira, sendo que quando isso ocorre há formação de fosfato de cálcio e fosfato de magnésio, incrustações duras e aderentes. · Excesso de fosfato pode comprometer o tratamento, também formando incrustações de fosfato de cálcio e/ou magnésio. · A necessidade de razoáveis valores de alcalinidade hidróxida e residuais de fosfato a serem mantidos na água aumentam a condutividade elétrica da mesma, favorecendo a ocorrência de processos corrosivos. Em função dessas desvantagens, outros métodos de tratamento surgiram visando obter melhores resultados práticos e redução nos custos de tratamento. Apesar disso, o tratamento com fosfato ainda é muito difundido. Em caldeiras de alta pressão, são normalmente aplicados tratamentos a base de fosfatos, tais como o “Fosfato-pH Coordenado” e o método congruente. Estes tratamentos visam a eliminação de alcalinidade hidróxida livre (OH-) que são causadoras de ataque cáustico. Neste tipo de caldeira, a preocupação principal é com os processos corrosivos, já que o tratamento preliminar aplicado (desmineralização, osmose reversa, etc.) remove todos os sais que poderiam se incrustar; as incrustações, nesse caso, são normalmente de produtos de corrosão. Tratamento Quelante UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 123 É um tratamento que tem por meta a complexação (quelação) dos íons de cálcio e magnésio da água, formando compostos estáveis e solúveis, prevenindo-os assim de se incrustarem na caldeira. Como vantagem, não há formação de lamas e nem as possíveis consequências que as mesmas podem gerar. Os agentes quelantes mais utilizados são o EDTA (Etileno Diamino Tetra Acetato) e o NTA (Nitrilo Acetato) que também podem se apresentar na forma ácida. O NTA é mais estável que o EDTA tem temperaturas elevadas e, portanto, mais fácil de ser controlado. A observação criteriosa de muitos casos onde foi aplicado o tratamento quelante em caldeiras mostra algumas desvantagens, entre elas: · Necessita desaeração total da água de alimentação, sob o risco de traços de oxigênio causarem degradação do produto no ponto de dosagem, situado normalmente na seção pré-caldeira. · Um pequeno excesso de quelante pode causar corrosão generalizada na caldeira, devido à complexação do óxido de ferro protetor (magnetita – Fe3O4). Existem relatos de caldeiras completamente avermelhadas no seu interior, devido ao ataque do quelante. · A reação do quelante com os íons metálicos é estequiométrica. Caso haja subdosagem do quelante, fatalmente iniciar-se-á um processo incrustante na caldeira. · Os agentes quelantes tem muita afinidade com o cobre, o que impossibilita este tipo de tratamento em sistemas que contenha este metal ou suas ligas, principalmente na seção pré-caldeira (tanque de alimentação, desaerador, economizador, etc.). · Os quelantes são instáveis e decompõem-se em altas temperaturas, formando produtos difíceis de serem detectados por testes analíticos; impedem assim a determinação exata de sua concentração na caldeira. · Os quelantes convencionais não são suficientemente efetivos para evitar deposição de óxido férrico (Fe2O3) nas superfícies da caldeira. Exigem, assim, o uso de dispersantes de ferro específicos. · Finalizando, os quelantes não apresentam ação contra a sílica. Assim, a mesma se precipita de maneira quase que exclusiva, constituindo incrustações vitrificadas pelo calor, extremamente duras e ancoradas na tubulação da caldeira. Tratamentos Disperso-Solubilizantes (TDS7) Consiste no uso de técnicas e produtos mais modernos, desenvolvidos nas últimas décadas na tentativa de solucionar os problemas encontrados com outros tipos de tratamento. Pelo fato do princípio de atuação ser exatamente o mesmo, os produtos e princípios abaixo apresentados também podem ser usados em outras aplicações, tais como sistemas de resfriamento, evaporadores, processos de destilação, etc. A ação dos disperso-solubilizantes no tratamento de água de caldeira está baseada nos seguintes mecanismos: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 124 1. Efeito Limiar :Também chamado de “sequestração”, é caracterizado pela redução na tendência de precipitação de compostos de cálcio, magnésio, ferro, entre outros, causando um atraso na precipitação desses sais mesmo quando o dispersante é dosado em quantidades sub-estequiométricas. Isto é possível porque o produto reage somente com a espécie química que está na iminência de se precipitar, sendo assim consumido somente por uma pequena fração da espécie. As principais classes de produtos que exibem estas propriedades são os polifosfatos, fosfonatos (compostos organofosfóricos) e polímeros/ copolímeros (acrílicos, maleicos, estireno- sulfonados, carboxílicos etc.). 2. Ação dispersante: Apresentada comumente por compostos organofosfóricos e polieletrólitos, que por sua vez tendem a se adsorver sobre a superfície de partículas em suspensão, tais como núcleos de precipitação de sais. O produto adsorvido sobre a partícula confere-lhe cargas elétricas, fazendo com que as mesmas exerçam forças de repulsão entre elas e, assim, permaneçam dispersas. Em outras palavras, a ação dispersiva atua de modo oposto à coagulação. As partículas dispersas podem então ser removidas pelos sistemas de descarga da caldeira. 3. Modificação de Cristais: Sem tratamento, as incrustações inorgânicas são formadas por retículos cristalinos que se desenvolvem de maneira bem regular, o que favorece seu crescimento após a formação e aderência sobre as superfícies metálicas. A modificaçãode cristais age através da distorção dos mesmos, impedindo seu crescimento ordenado e alterando sua forma. Com isso, os cristais tendem a não se aderir sobre as superfícies e permanecem dispersos no líquido, favorecendo sua eliminação pelas descargas. Alguns produtos orgânicos naturais, tais como ligninas e taninos, foram e ainda são usados com esta finalidade, auxiliando inclusive os tratamentos a base de fosfatos; ultimamente, o uso de polímeros e copolímeros sintéticos específicos (poliacrilatos, maleicos, fosfino- carboxílicos, entre outros) tem se mostrado mais vantajoso. Muitas vezes, um único produto pode apresentar duas ou mais das características mencionadas, sendo que a escolha deve levar em consideração os íons presentes na água, o pré-tratamento empregado, a classe de operação da caldeira, a presença de incrustações antigas e evidentemente, o custo global do tratamento. Nas figuras a seguir, estão ilustrados alguns cristais submetidos a tratamentos com diferentes classes de disperso-solubilizantes. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 125 CRISTAIS DE CARBONATO DE CÁLCIO: (A) PRECIPITADO COMO CALCITA (FORMA CRISTALINA PREDOMINANTE EM BAIXAS TEMPERATURAS). (B) PRECIPITADO COMO ARAGONITA (PREDOMINANTE EM ALTAS TEMPERATURAS). (C) DISTORÇÃO CAUSADA POR TRATAMENTO COM POLIACRILATO. (D) MUDANÇAS NA ESTRUTURA DO PRECIPITADO. (E) ESTRUTURA RESULTANTE DE TRATAMENTO COM COPOLÍMERO SULFONADO. (F) DISTORÇÕES PRODUZIDAS POR UMA MISTURA DE FOSFONATO E POLIACRILATO. As vantagens dos tratamentos disperso-solubilizantes são: · Não há formação de lamas que poderiam se aderir às superfícies, a exemplo do que ocorre com os fosfatos. · Habilidade em dispersar íons de ferro, impedindo a formação de incrustações originadas de produtos de corrosão. · Os produtos relacionados a este tratamento são estáveis em temperaturas relativamente elevadas e são facilmente detectados e quantificados por procedimentos analíticos simples. · Este tipo de tratamento tolera abaixamentos de pH, tal como quando ocorre contaminação da água da caldeira por material indesejável (orgânicos principalmente). · Uma sobre dosagem de produtos é capaz de remover incrustações (com composição predominante de cálcio e magnésio) presentes no sistema, promovendo uma limpeza em operação. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 126 · Alguns terpolímeros de pesos moleculares e estruturas especialmente desenvolvidas são capazes de dispersar a sílica e silicatos, impedindo-os de se incrustarem; trata-se de uma tarefa relativamente difícil, pois estes compostos normalmente se precipitam de maneira amorfa (não cristalina). Por outro lado, certo critério deve ser adotado na aplicação do tratamento disperso-solubilizante, haja visto que o mesmo apresenta algumas desvantagens: Funciona bem em tratamento de águas com níveis de dureza, sílica e sólidos suspensos relativamente baixos (alto retorno de condensado, água de reposição de boa qualidade – abrandada, desmi, etc.). Em águas com concentrações de sais mais elevadas, o uso isolado do TDS torna-se técnica e economicamente inviável, exigindo um apoio de compostos à base de fosfatos para auxiliar na remoção dos sais (tratamento combinado ou isto). Dosagens excessivas de alguns compostos empregados neste tratamento podem causar corrosão generalizada no metal da caldeira. Alguns produtos (certos tipos de fosfonatos) também têm forte interação com o cobre e podem, assim, causar corrosão em equipamentos construídos com este metal ou suas ligas, normalmente encontradas na seção pré-caldeira. Caso haja necessidade do uso desses produtos, recomenda-se fazer após o equipamento em questão. O tratamento disperso-solubilizante depende, fundamentalmente, da eficiência e de um ótimo funcionamento dos sistemas de descarga das caldeiras. Existem legislações em alguns países que proíbem o descarte de efluentes contendo fósforo. Assim, os fosfonatos não podem ser usados e a escolha deve recair somente sobre os polímeros isentos desse elemento. REMOÇÃO DO OXIGÊNIO DA ÁGUA Como mencionado no início do capítulo, um dos meios mais simples e eficientes de se combater a corrosão elementar nas caldeiras é através da remoção do oxigênio presente na água. Não havendo oxigênio, não há receptor para os elétrons provenientes do ferro e, assim, o ciclo não se completa. Portanto, grande parte da atenção é voltada à remoção do oxigênio, a qual é feita de dois modos: mecanicamente e quimicamente. Detalhes na sequência. Consiste em fazer a água passar por um equipamento chamado “desaerador” o qual, trabalhando em temperatura elevada, promove uma grande área de contato para expulsão do ar dissolvido. Existem dois tipos básicos desse equipamento: o tipo spray e o tipo que contém bandejas, sendo que a disposição do vaso principal pode ser horizontal (mais comum) ou vertical. Alguns desaeradores, principalmente para caldeiras de alta pressão, podem trabalhar a vácuo, o que ajuda na remoção do oxigênio. Nas figuras seguintes está esquematizado o funcionamento desses equipamentos. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 127 ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DO DESAERADOR. ESQ.: MODELO BANDEJA . DIR.: MODELO SPRAY Desaeração Química – Sequestrantes de Oxigênio Na maioria das vezes o desaerador não consegue eliminar totalmente o oxigênio dissolvido na água, restando ainda uma pequena parcela que, se adentrar a caldeira, poderá causar processos corrosivos, principalmente pittings na seção vapor. Assim, logo após o elemento desaerador, deve-se fazer a adição de um composto químico capaz de remover, suficientemente, o oxigênio presente na água. Para isso, utilizam-se normalmente as seguintes substâncias: É um pó branco, relativamente solúvel em água, de fórmula Na2SO3. Reage com o oxigênio formando sulfatos: Esta reação é muito lenta à temperatura ambiente e aumenta de velocidade com o aumento da mesma. Dependendo do ponto de dosagem, pode acontecer do sulfito não ter tempo de eliminar todo o oxigênio presente na UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 128 água e, ao penetrar na caldeira, o mesmo causa corrosão. Para evitar este inconveniente, utiliza-se um catalisador para acelerar a velocidade, tal como sais de cobalto. O sulfito deve ser dosado visando reagir como todo o oxigênio presente na água e também uma quantidade adicional para manter um residual na mesma, normalmente entre 10 e 60 ppm. Alguns condensados, tais como os originados da evaporação do caldo de cana para produção de açúcar branco, já contêm quantidade razoável de sulfitos e, assim, dispensam o uso do produto em pó. O sulfito tem o inconveniente de formar sulfatos, ou seja, sólidos que contribuem para aumento da condutividade da água. Em caldeiras de alta pressão, isto não é desejado e outros produtos devem ser usados. Além disso, em altas temperaturas (altas pressões), pode ocorrer a decomposição do sulfito em H2S, ácido sulfídrico, podendo causar corrosão, sobretudo na seção pós-caldeira e linhas de condensado. Hidrazina Trata-se de um líquido de fórmula N2H4, forte agente redutor e utilizado no passado como combustível de foguetes.Reage com o oxigênio formando nitrogênio e água, de acordo com a seguinte reação: Tal como no sulfito, a velocidade de reação da hidrazina com o oxigênio também é lenta e deve-se utilizar um catalisador para acelerá-la. Como vantagem, a hidrazina não forma sólidos na caldeira, sendo recomendada para unidades de médias e altas pressões. Além da sequestração do oxigênio, por ser um forte agente redutor a hidrazina é capaz de promover a transformação de óxido férrico (Fe2O3 – produto de corrosão) em óxido de ferro IV (Fe3O4 – Magnetita), que é um óxido protetor e desejado na superfície da caldeira: 6Fe2O3 + N2H4 ð 4Fe3O4 + N2 + 2H2O A hidrazina tem a desvantagem de, sob altas pressões e concentrações acima dos limites normalmente recomendados, decompor-se em amônia (NH3) a qual, na presença de traços de oxigênio, pode causar corrosão em ligas de cobre. Outras desvantagens são: periculosidade, pois é tóxica e estudos comprovam que é cancerígena, exigindo cuidados especiais no seu manuseio; limites de controle são baixos (da ordem de 0,02 – 0,4 ppm, dependendo da pressão) o que dificulta a quantificação pelos métodos analíticos. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 129 Outros Sequestrantes de Oxigênio Apesar do sulfito e hidrazina serem os sequestrantes de oxigênio mais usados, algumas outras classes de substâncias também podem ser usadas para este fim. Entre elas, destacamos: · DEHA (Dietilhidroxilamina), amina com características redutoras · Ácido Iso-ascórbico: Tem sido usado em caldeiras de até 60 Kgf/cm² de pressão em substituição à hidrazina · Alguns sacarídeos (tais como glicose): usados em aplicações específicas · Hidroquinona · Taninos · Aminoguanidinas · Hidrazidas e polímeros contendo este grupo funcional (-CONHNH2) Cada um desses compostos apresenta características específicas e não serão detalhados no presente trabalho. CORROSÃO EM LINHAS DE CONDENSADO – AMINAS FÍLMICAS E NEUTRALIZANTES Aminas fílmicas são continuamente adicionadas na água de alimentação de caldeiras para proteger as superfícies metálicas da corrosão causada pelo oxigênio dissolvido e pelo dióxido de carbono na água condensada. A amina forma uma película fina na superfície metálica que repele a água potencialmente corrosiva. São fenômenos que ocorrem com frequência nos sistemas de geração, distribuição e utilização de vapor. O condensado é uma água praticamente pura, com uma tendência elevada de dissolver o material com o qual mantém contato. Além disso, os condensados podem apresentar um caráter ácido devido à formação de ácido carbônico, originado da decomposição térmica de íons carbonato e bicarbonato presentes na água da caldeira. Nas equações seguintes é possível visualizar este processo: O gás carbônico produzido por essa decomposição sai junto com o vapor e, na condensação, dissolve-se formando ácido carbônico. Este se dissocia e forma íons H+, responsáveis pelo abaixamento do pH e pela corrosão ácida encontrada nesses sistemas. As reações são: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 130 6.3 Controle de Água de Caldeiras O controle do tratamento químico aplicado é feito através de análises físico- químicas na água da caldeira e alimentação, com periodicidade conveniente. São estabelecidos limites de pH, condutividade elétrica, tendo por objetivo um controle dos processos corrosivos e concentrações máximas de sais, visando evitar a formação de incrustações. Também é avaliada a concentração dos produtos destinados para tratamento (fosfatos, sequestrantes de oxigênio, dispersantes, etc.). Uma importante variável medida em tratamento de água de caldeira é o chamado “Ciclo de Concentração (CC)”. Ele indica quantas vezes a água está se concentrando dentro da caldeira, fornecendo inclusive informações para se aumentar ou diminuir os procedimentos de descarga. Normalmente os ciclos de concentração são determinados através de cloretos, segundo a fórmula: Onde Cl- são as respectivas medidas da concentração de cloretos (em ppm) na caldeira e na alimentação. Usa-se este íon pois os cloretos de todos os cátions são solúveis (sódio, cálcio, magnésio, potássio, etc.). Na impossibilidade de se usar o cloreto para medir os ciclos de concentração, pode-se utilizar os sólidos totais dissolvidos (STD) e a sílica, desde que se garanta que os mesmos não estejam se precipitando nem sendo removidos do sistema. PARÂMETROS RECOMENDADOS PARA CONTROLE FÍSICO-QUÍMICO DE ÁGUAS DE CALDEIRA UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 131 Os valores apresentados constituem médias e aproximações de várias referências, dados empíricos, recomendações de fabricantes, normas estrangeiras e valores estipulados por empresas que atuam no setor de tratamento de águas industriais. Assim, pode haver diferenças entre os valores aqui apresentados e os praticados por uma empresa ou consultor em particular. Para caldeiras de até 10 Kgf/cm², os valores referem-se aos modelos flamotubulares. Demais valores são relativos aos modelos aquatubulares. Observações: · Para tratamentos de fosfato-pH coordenados ou congruentes, os valores de pH e concentração de fosfato devem seguir a curva do tratamento. · Para caldeiras de baixa e médias pressões, o teor de alcalinidade hidróxida deve ser, no mínimo, 2,5 vezes o valor da concentração de sílica solúvel, a fim de mantê-la dispersa. · Consideramos o limite de dureza usado para tratamento fosfato. Alguns tratamentos disperso-solubilizantes toleram dureza de até 50-70 ppm para caldeiras de baixa pressão, porém o ideal é que esteja o mais próximo possível de zero. · Existem outros tratamentos menos usuais, tais como o Tratamento Volátil (AVT), o Tratamento Fosfato-Equilíbrio16, entre outros, não foram citados, pois UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 132 tem aplicação normalmente restrita a sistemas de altas pressões. Estes tratamentos são específicos e podem apresentar faixas de controle diferentes da mostrada na tabela. 7. Prevenção contra Explosão e outros Riscos O vapor sob pressão deve ser controlado e requer métodos de funcionamento exatos, a fim de evitar uma explosão. Se o equipamento é utilizado de acordo com o projeto, normalmente é capaz de proporcionar muitos anos de serviço confiável. Os problemas normalmente ocorrem quando os operadores e/ou setor responsável pela manutenção-inspeção; pegam "atalhos" em vez de seguir o protocolo de vistoria e manutenção previsto. Como em qualquer tipo de sistema pressurizado, a explosão de uma caldeira pode ser fatal para qualquer pessoa que esteja por perto. 7.1 Riscos Gerais de Acidentes e Riscos à Saúde Falhas Tipicas de Caldeiras A) RETROCESSOS DE CHAMA Causas: Abertura muito rápida da boca de alimentação da fornalha; Alimentação incorreta de combustível sólido/pulverizado; Deficiência na tiragem da chaminé (exaustor pode estar desligado ou damper fechado). Como evitar: Nunca abrir bruscamente a boca da fornalha; Manter o damper aberto e o exaustor ligado. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 133 B) NÍVEL DE ÁGUA ALTO Causas: Falha no sistema de alimentação (bomba); Falha no sistema automático de controle de nível (eletrodos); Falta de atenção do operador. Como evitar: Manutenção adequada do sistema de alimentação de água; Efetuar manutenção preventiva nos sistemas de controle de nível; Manter atenção constante aos sistemas de alimentação. O que fazer nestes casos: Se confirmar o nível alto, atuar na descarga de fundo e posicionar o nível de água, tomando todos os cuidados necessários; Cortar a alimentação de água (desligando a bomba,fechando a válvula após a bomba, etc...); Testar o visor de nível, certificando-se se o nível é aquele mesmo; Informar a manutenção e o superior imediato do ocorrido, para a imediata correção. C) PRESSÃO DO VAPOR ACIMA DO LIMITE NORMAL Causas: Sede da válvula de segurança pode estar emperrada/colada; Válvula de segurança está desregulada. Como evitar: Jamais alterar a regulagem da válvula de segurança (abertura deve respeitar PMTA ); Com a caldeira em operação, testar semanalmente a válvula de segurança; Para baixar a pressão, abrir manualmente a válvula de segurança, e se a pressão continuar subindo, cortar completamente a alimentação de combustível, desligar o exaustor, desligar os ventiladores de entrada de ar, fechar os dampers de saída e efetuar descargas de fundo, e se ainda assim a pressão estiver alta, injete água pelo sistema de alimentação, atentando para não elevar excessivamente o nível de água. D) RUPTURA DE TUBOS Como proceder: Cortar a alimentação do combustível; Jogar areia sobre o fogo (NUNCA ÁGUA), para apagar o fogo; Manter damper aberto e exaustor ligado, pelo tempo que for possível, de modo a expulsar o vapor pela chaminé; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 134 Se a pressão estiver alta ou tiver tendência de elevação, acionar manualmente as válvulas de segurança; Manter o nível de água pelo tempo que for possível, para evitar choque térmico; Se não for possível manter o nível de água, cortar a alimentação de água imediatamente, desligando a bomba e fechando as válvulas após a bomba; Ocorrida a despressurização da caldeira, parar os ventiladores e efetuar o processo de resfriamento natural. E) OUTROS TIPOS DE EMERGÊNCIA Podem ocorrer: Queda de parede refratária (causando superaquecimento na chaparia, caldeira deverá ser parada); Parada de energia elétrica; Parada de ventiladores ou exaustores; Pane no sistema de instrumentação (pressostato, manômetro, visor de nível quebrado, etc...). Como proceder: Apagar o fogo e fechar a válvula principal de saída de vapor; Para caldeiras a combustível sólido, manter nível de água dentro da faixa desejada, através do uso do injetor manual; Avaliar calma e criteriosamente a situação, para checar se será possível a normalização da situação, e manter a caldeira pressurizada se possível; Se perceber que a situação não se normalizará, iniciar procedimento de parada para efetuar manutenção corretiva. Tipos diversos de falhas Danos por "Pitting" de Corrosão Localizada. Danos em Tubo por Corrosão Cáustica UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 135 Penetração De Gases Ácidos Nos Revestimentos “Laranja" Em Tubo De Caldeira Trincas por fadiga mecânica Fadiga Térmica UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 136 Fadiga por choque térmico 7.2 Riscos de Explosão Explosões de caldeiras: Podem resultar de diversos fatores. A principal razão para esse acidente é um defeito da válvula de segurança. A corrosão interna é outra razão primária de uma explosão Baixos níveis de água são responsáveis por muitos casos de explosões. Elas podem acontecer quando a água cai abaixo do nível mínimo da caldeira Esses problemas geralmente estão ligados à má formação dos operadores e negligência dos procedimentos de operação e manutenção. 90% falha humana PRESSÃO http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/ UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 137 7.3 Estudo de Casos Antes da explosão UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 138 Após a explosão 8. Legislação e Normalização NORMAS REGULAMENTADORAS - SEGURANÇA E SAÚDE DO TRABALHO As Normas Regulamentadoras - NR, relativas à segurança e medicina do trabalho, são de observância obrigatória pelas empresas privadas e públicas e pelos órgãos públicos da administração direta e indireta, bem como pelos órgãos dos Poderes Legislativo e Judiciário, que possuam empregados regidos pela Consolidação das Leis do Trabalho - CLT. O não cumprimento das disposições legais e regulamentares sobre segurança e medicina do trabalho acarretará ao empregador a aplicação das penalidades previstas na legislação pertinente. Constitui ato faltoso a recusa injustificada do empregado ao cumprimento de suas obrigações com a segurança do trabalho. As Normas Regulamentadoras vigentes estão listadas adiante (clique no link para acessar a respectiva norma): ▪ NR 01 - Disposições Gerais ▪ NR 02 - Inspeção Prévia ▪ NR 03 - Embargo ou Interdição ▪ NR 04 - Serviços Especializados em Eng. de Segurança e em Medicina do Trabalho ▪ NR 05 - Comissão Interna de Prevenção de Acidentes ▪ NR 06 - Equipamentos de Proteção Individual - EPI ▪ NR 07 - Programas de Controle Médico de Saúde Ocupacional ▪ NR 08 - Edificações ▪ NR 09 - Programas de Prevenção de Riscos Ambientais ▪ NR 10 - Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade ▪ NR 11 - Transporte, Movimentação, Armazenagem e Manuseio de Materiais ▪ NR 12 - Máquinas e Equipamentos ▪ NR 13 - Caldeiras e Vasos de Pressão ▪ NR 14 - Fornos ▪ NR 15 - Atividades e Operações Insalubres ▪ NR 16 - Atividades e Operações Perigosas ▪ NR 17 - Ergonomia ▪ NR 18 - Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria da Construção ▪ NR 19 - Explosivos ▪ NR 20 - Líquidos Combustíveis e Inflamáveis http://www.guiatrabalhista.com.br/clt.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr1.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr2.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr3.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr4.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr5.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/cipa.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr6.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr7.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr8.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr9.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr10.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr11.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr12.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr13.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr14.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr15.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr16.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr17.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr18.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr19.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr20.htm UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 139 ▪ NR 21 - Trabalho a Céu Aberto ▪ NR 22 - Segurança e Saúde Ocupacional na Mineração ▪ NR 23 - Proteção Contra Incêndios ▪ NR 24 - Condições Sanitárias e de Conforto nos Locais de Trabalho ▪ NR 25 - Resíduos Industriais ▪ NR 26 - Sinalização de Segurança ▪ NR 27 - Registro Profissional do Técnico de Segurança do Trabalho no MTB (Revogada pela Portaria GM n.º 262/2008) ▪ NR 28 - Fiscalização e Penalidades ▪ NR 29 - Segurança e Saúde no Trabalho Portuário ▪ NR 30 - Segurança e Saúde no Trabalho Aquaviário ▪ NR 31 - Segurança e Saúde no Trabalho na Agricultura, Pecuária Silvicultura, Exploração Florestal e Aquicultura ▪ NR 32 - Segurança e Saúde no Trabalho em Estabelecimentos de Saúde ▪ NR 33 - Segurança e Saúde no Trabalho em Espaços Confinados ▪ NR 34 - Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria da Construção e Reparação Naval ▪ NR 35 - Trabalho em Altura ▪ NR 36 - Segurança e Saúde no Trabalho em Empresas de Abate e Processamento de Carnes e Derivados8.1 Norma Regulamentadora 13 – NR13 CALDEIRAS, VASOS DE PRESSÃO, TUBULAÇÕES E TANQUES METÁLICOS DE ARMAZENAMENTO SUMÁRIO: 13.1 Introdução 13.2 Campo de Aplicação 13.3 Disposições Gerais 13.4 Caldeiras 13.5 Vasos de Pressão 13.6 Tubulações 13.7 Tanques Metálicos de Armazenamento 13.8 Glossário Anexo I - Capacitação de Pessoal. Anexo II - Requisitos para Certificação de Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos. Anexo III - Certificação Voluntária de Competências do Profissional Habilitado da NR-13. http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr21.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr22.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr23.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr24.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr25.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr26.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr27.htm http://www.normaslegais.com.br/legislacao/portariamte262_2008.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr28.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr29.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr30.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr31.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr32.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr33.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr34.htm http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr35.htm UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 140 13.1 Introdução 13.1.1 Esta Norma Regulamentadora - NR estabelece requisitos mínimos para gestão da integridade estrutural de caldeiras a vapor, vasos de pressão, suas tubulações de interligação e tanques metálicos de armazenamento nos aspectos relacionados à instalação, inspeção, operação e manutenção, visando à segurança e à saúde dos trabalhadores. 13.1.2 O empregador é o responsável pela adoção das medidas determinadas nesta NR. 13.2 Campo de Aplicação 13.2.1 Esta NR deve ser aplicada aos seguintes equipamentos: a) todos os equipamentos enquadrados como caldeiras conforme subitens 13.4.1.1 e 13.4.1.2; b) vasos de pressão cujo produto P.V seja superior a 8 (oito), onde P é a pressão máxima de operação em kPa, em módulo, e V o seu volume interno em m³; c) vasos de pressão que contenham fluido da classe A, especificados na alínea "a" do subitem 13.5.1.2, independente das dimensões e do produto P.V; d) recipientes móveis com P.V superior a 8 (oito) ou com fluido da classe A, especificado na alínea "a" do subitem 13.5.1.2. e) tubulações ou sistemas de tubulação ligados a caldeiras ou vasos de pressão, categorizados, conforme subitens 13.4.1.2 e 13.5.1.2, que contenham fluidos de classe A ou B, conforme a alínea "a" do subitem 13.5.1.2 desta NR; f) tanques metálicos de superfície para armazenamento e estocagem de produtos finais ou de matérias primas, não enterrados e com fundo apoiado sobre o solo, com diâmetro externo maior do que 3 m (três metros), capacidade nominal maior do que 20.000 L (vinte mil litros), e que contenham fluidos de classe A ou B, conforme a alínea "a" do subitem 13.5.1.2 desta NR. 13.2.2 Os equipamentos abaixo referenciados devem ser inspecionados sob a responsabilidade técnica de PH, considerando recomendações do fabricante, códigos e normas nacionais ou internacionais a eles relacionados, bem como submetidos a manutenção, ficando dispensados do cumprimento dos demais requisitos desta NR: a) recipientes transportáveis, vasos de pressão destinados ao transporte de produtos, reservatórios portáteis de fluido comprimido e extintores de incêndio; b) recipientes transportáveis de Gás Liquefeito de Petróleo - GLP - com volume interno menor do que 500 L (quinhentos litros) e certificados pelo INMETRO; c) vasos de pressão destinados à ocupação humana; d) vasos de pressão que façam parte de sistemas auxiliares de pacote de máquinas; e) vasos de pressão sujeitos apenas à condição de vácuo inferior a 5 kPa (cinco quilo pascais) em módulo, independente da classe do fluido contido; f) dutos e seus componentes; g) fornos e serpentinas para troca térmica; h) tanques e recipientes de superfície para armazenamento e estocagem de fluidos não enquadrados em normas e códigos de projeto relativos a vasos de pressão e que não estejam enquadrados na alínea "f" do subitem 13.2.1 desta NR; i) vasos de pressão com diâmetro interno inferior a 150 mm (cento e cinquenta milímetros) para fluidos das classes B, C e D, conforme UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 141 especificado na alínea "a" do subitem 13.5.1.2, e cujo produto P.V seja superior a 8 (oito), onde P é a pressão máxima de operação em kPa, em módulo, e V o seu volume interno em m³; j) trocadores de calor de placas corrugadas gaxetadas; k) geradores de vapor não enquadrados em códigos de vasos de pressão; l) tubos de sistemas de instrumentação com diâmetro nominal E 12,7 mm (doze milímetros e sete décimos) e com fluidos das classes A ou B, conforme especificado na alínea "a" do subitem 13.5.1.2; m) tubulações de redes públicas de distribuição de gás; n) vasos de pressão fabricados em Plástico Reforçado de Fibra de Vidro - PRFV, contendo fluidos das classes A ou B, conforme especificado na alínea "a" do subitem 13.5.1.2, com volume interno maior do que 160 L (cento e sessenta litros) e pressão máxima de operação interna maior do que 50 kPa (cinquenta quilo pascais); o) vasos de pressão fabricados em PRFV, sujeitos à condição de vácuo, contendo fluidos das classes A ou B, conforme especificado na alínea "a" subitem 13.5.1.2, com volume interno maior do que 160 L (cento e sessenta litros) e vácuo maior do que 5 kPa (cinco quilopascais) e cujo produto P.V seja superior a 8 (oito), onde P é a pressão máxima de operação (vácuo) em kPa, em módulo, e V o seu volume interno em m³. 13.3 Disposições Gerais 13.3.1 Constitui condição de Risco Grave e Iminente - RGI o não cumprimento de qualquer item previsto nesta NR que possa causar acidente ou doença relacionada ao trabalho, com lesão grave à integridade física do trabalhador, especialmente: a) operação de equipamentos abrangidos por esta NR sem os dispositivos de segurança previstos conforme alínea "a" do subitem 13.4.1.3, alínea "a" do subitem 13.5.1.3 e subitens 13.6.1.2 e 13.7.1.2; b) atraso na inspeção de segurança periódica de caldeiras; c) bloqueio de dispositivos de segurança de caldeiras, vasos de pressão e tubulações, sem a devida justificativa técnica baseada em códigos, normas ou procedimentos formais de operação do equipamento; d) ausência de dispositivo operacional de controle do nível de água de caldeira; e) operação de equipamento enquadrado nesta NR com deterioração atestada por meio de recomendação de sua retirada de operação constante de parecer conclusivo em relatório de inspeção de segurança, de acordo com seu respectivo código de projeto ou de adequação ao uso; f) operação de caldeira por trabalhador que não atenda aos requisitos estabelecidos no Anexo I desta NR, ou que não esteja sob supervisão, acompanhamento ou assistência específica de operador qualificado. 13.3.1.1 Por motivo de força maior e com justificativa formal do empregador, acompanhada por análise técnica e respectivas medidas de contingência para mitigação dos riscos, elaborada por Profissional Habilitado - PH ou por grupo multidisciplinar por ele coordenado, pode ocorrer postergação de até 6 (seis) meses do prazo previsto para a inspeção de segurança periódica da caldeira. 13.3.1.1.1 O empregador deve comunicar ao sindicato dos trabalhadores da categoria predominante do estabelecimento a justificativa formal para postergação da inspeção de segurança periódica da caldeira. 13.3.2 Para efeito desta NR, considera-se PH aquele que tem competência legal para o exercício da profissão de engenheiro nas atividades referentes a projeto UGR Engenharia e TreinamentosNR13 www.ugr.com.br Página 142 de construção, acompanhamento da operação e da manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras, vasos de pressão, tubulações e tanques metálicos de armazenamento, em conformidade com a regulamentação profissional vigente no País. 13.3.2.1 O PH, definido no subitem 13.3.2, pode obter voluntariamente a certificação de suas competências profissionais através de um Organismo de Certificação de Pessoas - OPC acreditado pela Coordenação Geral de Acreditação do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia - Cgcre/INMETRO, conforme estabelece o Anexo III desta NR. 13.3.3 Todos os reparos ou alterações em equipamentos abrangidos por esta NR devem respeitar os respectivos códigos de projeto e pós construção e as prescrições do fabricante no que se refere a: a) materiais; b) procedimentos de execução; c) procedimentos de controle de qualidade; d) qualificação e certificação de pessoal. 13.3.3.1 Quando não for conhecido o código de projeto, deve ser respeitada a concepção original do vaso de pressão, caldeira, tubulação ou tanques metálicos de armazenamento, empregando-se os procedimentos de controle prescritos pelos códigos aplicáveis a esses equipamentos. 13.3.3.2 A critério do PH podem ser utilizadas tecnologias de cálculo ou procedimentos mais avançados, em substituição aos previstos pelos códigos de projeto. 13.3.3.3 Projetos de alteração ou reparo devem ser concebidos previamente nas seguintes situações: a) sempre que as condições de projeto forem modificadas; b) sempre que forem realizados reparos que possam comprometer a segurança. 13.3.3.4 Os projetos de alterações ou reparo devem: a) ser concebidos ou aprovados por PH; b) determinar materiais, procedimentos de execução, controle de qualidade e qualificação de pessoal; c) ser divulgados para os empregados do estabelecimento que estão envolvidos com o equipamento. 13.3.3.5 Todas as intervenções que exijam mandrilamento ou soldagem em partes que operem sob pressão devem ser objeto de exames ou testes para controle da qualidade com parâmetros definidos pelo PH, de acordo com normas ou códigos aplicáveis. 13.3.4 Os sistemas de controle e segurança das caldeiras, dos vasos de pressão, das tubulações e dos tanques metálicos de armazenamento devem ser submetidos à manutenção preventiva ou preditiva. 13.3.5 O empregador deve garantir que os exames e testes em caldeiras, vasos de pressão, tubulações e tanques metálicos de armazenamento sejam executados em condições de segurança para seus executantes e demais trabalhadores envolvidos. 13.3.6 O empregador deve comunicar ao órgão regional do Ministério do Trabalho e ao sindicato da categoria profissional predominante do estabelecimento a ocorrência de vazamento, incêndio ou explosão envolvendo equipamentos abrangidos nesta NR que tenha como consequência uma das situações a seguir: a) morte de trabalhador(es); UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 143 b) acidentes que implicaram em necessidade de internação hospitalar de trabalhador(es); c) eventos de grande proporção. 13.3.6.1 A comunicação deve ser encaminhada até o segundo dia útil após a ocorrência e deve conter: a) razão social do empregador, endereço, local, data e hora da ocorrência; b) descrição da ocorrência; c) nome e função da(s) vítima(s); d) procedimentos de investigação adotados; e) cópia do último relatório de inspeção de segurança do equipamento envolvido; f) cópia da Comunicação de Acidente de Trabalho - CAT. 13.3.6.2 Na ocorrência de acidentes previstos no subitem 13.3.6, o empregador deve comunicar a representação sindical dos trabalhadores predominante do estabelecimento para compor uma comissão de investigação. 13.3.7 É proibida a fabricação, importação, comercialização, leilão, locação, cessão a qualquer título, exposição e utilização de caldeiras e vasos de pressão sem a declaração do respectivo código de projeto em seu prontuário e sua indicação na placa de identificação. 13.4 Caldeiras 13.4.1 Disposições Gerais 13.4.1.1 Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, projetados conforme códigos pertinentes, excetuando-se refervedores e similares. 13.4.1.2 Para os propósitos desta NR, as caldeiras são classificadas em 2 (duas) categorias, conforme segue: a) caldeiras da categoria A são aquelas cuja pressão de operação é igual ou superior a 1.960 kPa (19,98 kgf/cm²), com volume superior a 100 L (cem litros); b) caldeiras da categoria B são aquelas cuja a pressão de operação seja superior a 60 kPa (0,61 kgf/cm²) e inferior a 1 960 kPa (19,98 kgf/cm²), volume interno superior a 100 L (cem litros) e o produto entre a pressão de operação em kPa e o volume interno em m³ seja superior a 6 (seis). 13.4.1.3 As caldeiras devem ser dotadas dos seguintes itens: a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou inferior a Pressão Máxima de Trabalho Admissível - PMTA, considerados os requisitos do código de projeto relativos a aberturas escalonadas e tolerâncias de calibração b) instrumento que indique a pressão do vapor acumulado; c) injetor ou sistema de alimentação de água independente do principal que evite o superaquecimento por alimentação deficiente, acima das temperaturas de projeto, de caldeiras de combustível sólido não atomizado ou com queima em suspensão; d) sistema dedicado de drenagem rápida de água em caldeiras de recuperação de álcalis, com ações automáticas após acionamento pelo operador; e) sistema automático de controle do nível de água com Inter travamento que evite o superaquecimento por alimentação deficiente. 13.4.1.4 Toda caldeira deve ter afixada em seu corpo, em local de fácil acesso e bem visível, placa de identificação indelével com, no mínimo, as seguintes informações: a) nome do fabricante; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 144 b) número de ordem dado pelo fabricante da caldeira; c) ano de fabricação; d) pressão máxima de trabalho admissível; e) pressão de teste hidrostático de fabricação; f) capacidade de produção de vapor; g) área de superfície de aquecimento; h) código de projeto e ano de edição. 13.4.1.5 Além da placa de identificação, deve constar, em local visível, a categoria da caldeira, conforme definida no subitem 13.4.1.2 desta NR, e seu número ou código de identificação. 13.4.1.6 Toda caldeira deve possuir, no estabelecimento onde estiver instalada, a seguinte documentação devidamente atualizada: a) Prontuário da caldeira, fornecido por seu fabricante, contendo as seguintes informações: - código de projeto e ano de edição; - especificação dos materiais; - procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final; - metodologia para estabelecimento da PMTA; - registros da execução do teste hidrostático de fabricação; - conjunto de desenhos e demais dados necessários para o monitoramento da - - vida útil da caldeira; - características funcionais; - dados dos dispositivos de segurança; - ano de fabricação; - categoria da caldeira; b) Registro de Segurança, em conformidade com o subitem 13.4.1.9; c) projeto de instalação, em conformidade com o subitem 13.4.2.1; d) projeto de alteração ou reparo, em conformidade com os subitens 13.3.3.3 e 13.3.3.4; e) relatórios de inspeção de segurança, em conformidade com o subitem 13.4.4.16; f) certificados de calibração dos dispositivos de segurança. 13.4.1.7 Quando inexistente ou extraviado, o prontuário da caldeira deve ser reconstituído pelo empregador, com responsabilidade técnica do fabricante ou de PH, sendo imprescindível a reconstituição das características funcionais, dos dados dos dispositivos de segurança e memória de cálculo da PMTA. 13.4.1.8 Quando a caldeira for vendida ou transferida de estabelecimento, os documentos mencionadosnas alíneas "a", "d", e "e" do subitem 13.4.1.6 devem acompanhá-la. 13.4.1.9 O Registro de Segurança deve ser constituído por livro de páginas numeradas, pastas ou sistema informatizado do estabelecimento com segurança da informação onde serão registradas: a) todas as ocorrências importantes capazes de influir nas condições de segurança da caldeira; b) as ocorrências de inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária, devendo constar a condição operacional da caldeira, o nome legível e assinatura de PH e do operador de caldeira presente na ocasião da inspeção. 13.4.1.10 Caso a caldeira venha a ser considerada inadequada para uso, o Registro de Segurança deve conter tal informação e receber encerramento formal. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 145 13.4.1.11 A documentação referida no subitem 13.4.1.6 deve estar sempre à disposição para consulta dos operadores, do pessoal de manutenção, de inspeção e das representações dos trabalhadores e do empregador na Comissão Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA, devendo o empregador assegurar livre e pleno acesso a essa documentação, inclusive à representação sindical da categoria profissional predominante do estabelecimento, quando formalmente solicitado. 13.4.2 Instalação de caldeiras a vapor 13.4.2.1 A autoria do projeto de instalação de caldeiras a vapor, no que concerne ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de PH, e deve obedecer aos aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas Normas Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis. 13.4.2.2 As caldeiras de qualquer estabelecimento devem ser instaladas em casa de caldeiras ou em local específico para tal fim, denominado área de caldeiras. 13.4.2.3 Quando a caldeira for instalada em ambiente aberto, a área de caldeiras deve satisfazer aos seguintes requisitos: a) estar afastada de, no mínimo, 3,0 m (três metros) de: outras instalações do estabelecimento; de depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para partida com até 2 000 L (dois mil litros) de capacidade; do limite de propriedade de terceiros; do limite com as vias públicas; b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções distintas; c) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção da caldeira, sendo que, para guarda-corpos vazados, os vãos devem ter dimensões que impeçam a queda de pessoas; d) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado, provenientes da combustão, para fora da área de operação atendendo às normas ambientais vigentes; e) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes; f) ter sistema de iluminação de emergência caso opere à noite. 13.4.2.4 Quando a caldeira estiver instalada em ambiente fechado, a casa de caldeiras deve satisfazer os seguintes requisitos: a) constituir prédio separado, construído de material resistente ao fogo, podendo ter apenas uma parede adjacente a outras instalações do estabelecimento, porém com as outras paredes afastadas de, no mínimo, 3,0 m (três metros) de outras instalações, do limite de propriedade de terceiros, do limite com as vias públicas e de depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para partida com até 2.000 L (dois mil litros) de capacidade; b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções distintas; c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não possam ser bloqueadas; d) dispor de sensor para detecção de vazamento de gás quando se tratar de caldeira a combustível gasoso; e) não ser utilizada para qualquer outra finalidade; f) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção da caldeira, sendo que, para guarda-corpos vazados, os vãos devem ter dimensões que impeçam a queda de pessoas; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 146 g) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado, provenientes da combustão, para fora da área de operação, atendendo às normas ambientais vigentes; h) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes e ter sistema de iluminação de emergência. 13.4.2.5 Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto nos subitens 13.4.2.3 e 13.4.2.4, deve ser elaborado projeto alternativo de instalação, com medidas complementares de segurança, que permitam a atenuação dos riscos, comunicando previamente a representação sindical dos trabalhadores predominante do estabelecimento. 13.4.2.6 As caldeiras classificadas na categoria A devem possuir painel de instrumentos instalados em sala de controle, construída segundo o que estabelecem as Normas Regulamentadoras aplicáveis 13.4.3 Segurança na operação de caldeiras 13.4.3.1 Toda caldeira deve possuir manual de operação atualizado, em língua portuguesa, em local de fácil acesso aos operadores, contendo no mínimo: a) procedimentos de partidas e paradas; b) procedimentos e parâmetros operacionais de rotina; c) procedimentos para situações de emergência; d) procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio ambiente. 13.4.3.2 Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos calibrados e em boas condições operacionais. 13.4.3.2.1 A inibição provisória dos instrumentos e controles é permitida, desde que mantida a segurança operacional, e que esteja prevista nos procedimentos formais de operação e manutenção, ou com justificativa formalmente documentada, com prévia análise técnica e respectivas medidas de contingência para mitigação dos riscos elaborada pelo responsável técnico do processo, com anuência do PH. 13.4.3.3 A qualidade da água deve ser controlada e tratamentos devem ser implementados, quando necessários, para compatibilizar suas propriedades físico-químicas com os parâmetros de operação da caldeira definidos pelo fabricante. 13.4.3.4 Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operação e controle de operador de caldeira. 13.4.3.5 É considerado operador de caldeira aquele que satisfizer o disposto no item "A" do Anexo I desta NR. 13.4.4 Inspeção de segurança de caldeiras. 13.4.4.1 As caldeiras devem ser submetidas a inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária. 13.4.4.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em caldeiras novas, antes da entrada em funcionamento, no local definitivo de instalação, devendo compreender exame interno, seguido de teste de estanqueidade e exame externo. 13.4.4.3 As caldeiras devem obrigatoriamente ser submetidas a Teste Hidrostático - TH em sua fase de fabricação, com comprovação por meio de laudo assinado por PH, e ter o valor da pressão de teste afixado em sua placa de identificação. 13.4.4.3.1 Na falta de comprovação documental de que o Teste Hidrostático - TH tenha sido realizado na fase de fabricação, se aplicará o disposto a seguir: UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 147 a) para as caldeiras fabricadas ou importadas a partir da vigência da Portaria do MTE n.º 594, de 28 de abril de 2014, o TH deve ser feito durante a inspeção de segurança inicial; b) para as caldeiras em operação antes da vigência da Portaria do MTE n.º 594, de 28 de abril de 2014, a execução do TH fica a critério do PH e, caso seja necessária, deve ser executada até a próxima inspeção de segurança periódica interna. 13.4.4.4 A inspeção de segurança periódica, constituída por exames interno e externo, deve ser executada nos seguintes prazos máximos: a) 12 (doze) meses para caldeiras das categorias A e B; b) 15 (quinze) meses para caldeiras de recuperação de álcalis de qualquer categoria; c) 24 (vinte e quatro) meses para caldeiras da categoria A, desde que aos 12 (doze) meses sejam testadas as pressões de abertura das válvulas de segurança. 13.4.4.5 Estabelecimentos que possuam SPIE, conformeestabelecido no Anexo II, podem estender seus períodos entre inspeções de segurança, respeitando os seguintes prazos máximos: a) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras de recuperação de álcalis; b) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras da categoria B; c) 30 (trinta) meses para caldeiras da categoria A. 13.4.4.6 O prazo de inspeção de segurança interna de caldeiras categoria A que atendam ao item 13.4.4.6.2 pode ser de até 48 (quarenta e oito) meses desde que disponham de barreira de proteção implementada por meio de Sistema Instrumentado de Segurança - SIS definido por estudos de confiabilidade, auditados por Organismo de Certificação de SPIE. 13.4.4.6.1 O empregador deve comunicar formalmente à representação sindical da categoria profissional predominante do estabelecimento a implementação dos novos prazos de inspeção de segurança destas caldeiras. 13.4.4.6.2 As caldeiras que operam de forma contínua podem ser consideradas com SIS quando todas as condições a seguir forem satisfeitas: a) estiverem instaladas em estabelecimentos que possuam SPIE Certificado citado no Anexo II; b) possuírem análise formal realizada por responsável técnico identificando os riscos que podem ser mitigados por funções instrumentadas de segurança e quantificando o nível de integridade de segurança (SIL) requerido para mitigar cada um dos riscos identificados, conforme normas internacionais; c) disponham de SIS em conformidade com os subitens 13.4.4.6.3 a 13.4.4.6.6; 13.4.4.6.4 O proprietário deve comprovar, através de toda a documentação de projeto e de seu comissionamento, que o SIS da caldeira foi projetado, adquirido, instalado e testado adequadamente pelos responsáveis técnicos. 13.4.4.6.5 Alterações nas funções instrumentadas de segurança do SIS, sejam provisórias ou definitivas, devem ser registradas e aprovadas formalmente pelos responsáveis técnicos. 13.4.4.6.6 O proprietário deve comprovar, através de registros, que o SIS da caldeira é mantido adequadamente de acordo com procedimentos específicos definidos pelo fabricante ou seus responsáveis técnicos para a inspeção, testes e manutenção. Esses eventos devem ser executados e aprovados pelos responsáveis técnicos próprios ou contratados. 13.4.4.7 Os prazos de inspeção de segurança interna de caldeiras de categoria B que operem de forma contínua, a partir da publicação desta NR, com Sistema UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 148 de Gerenciamento de Combustão - SGC podem ser estendidos para 30 (trinta) meses, se todas as condições a seguir forem satisfeitas: a) as caldeiras devem dispor de SGC em conformidade com os subitens 13.4.4.7.1 a 13.4.4.7.7; b) o SGC deve ser comissionado conforme projeto das funções instrumentadas de segurança, realizado pelo proprietário, com apoio do fabricante, com parecer formal de aceitação pelos responsáveis técnicos; c) existência de projeto técnico do fabricante aprovado por responsável técnico sobre o SGC; d) existência de controle periódico de deterioração dos materiais que compõem as principais partes da caldeira, capaz de garantir a extensão do prazo; e) operação em automático, sem opção de operação em manual. 13.4.4.7.1 O proprietário deve comunicar ao Órgão Regional do Ministério do Trabalho e ao sindicato dos trabalhadores da categoria predominante do estabelecimento, até 30 (trinta) dias após o comissionamento da caldeira, o enquadramento com SGC. d) o SIS seja testado conforme estudo específico de confiabilidade das funções instrumentadas de segurança; e) exista parecer técnico do PH e do responsável técnico sobre o SIS fundamentando a decisão de extensão de prazo; f) atender ao que consta no subitem 13.4.3.3, quanto à qualidade da água; g) exista controle de deterioração dos materiais que compõem as principais partes da caldeira. 13.4.4.6.3 As caldeiras devem dispor de SIS com projeto baseado em estudo de confiabilidade para este fim, que garanta execução segura da sequência de acendimento e o bloqueio automático dos combustíveis em casos de perda do controle de combustão ou da geração de vapor. 13.4.4.7.2 As novas caldeiras categoria B com queima de combustíveis líquidos ou gasosos devem dispor de SGC definido no projeto pelo fabricante para este fim, que garanta a execução segura da sequência de acendimento e o bloqueio automático dos combustíveis em casos de perda do controle de combustão ou da geração de vapor, prevendo as seguintes funções de segurança: a) proteção de nível baixo de água; b) sequenciamento de purga e acendimento; c) teste de estanqueidade de válvulas de bloqueio de combustível; d) proteção de pressão alta ou baixa do combustível líquido ou gasoso; e) proteção de falha de chama. 13.4.4.7.3 As novas caldeiras categoria B com queima de combustíveis sólidos devem dispor de SGC definido no projeto pelo fabricante para este fim, que garanta o controle automático do nível de água e da geração de vapor. 13.4.4.7.4 As novas caldeiras categoria B independente do combustível queimado devem possuir: a) redundância de válvula de segurança; b) descarga de fundo automática visando a redução de incrustações; c) redundância de sistemas de segurança nos painéis de comando; d) gerenciador com o registro dos alarmes ativos e inativos. 13.4.4.7.5 O proprietário deve comprovar, através de toda a documentação de projeto e de comissionamento, que o SGC da nova caldeira categoria B foi projetado, adquirido, instalado e testado adequadamente pelos responsáveis técnicos. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 149 13.4.4.7.6 O proprietário deve comprovar, através de registros, que o SGC da caldeira categoria B é mantido adequadamente de acordo com procedimentos específicos definidos pelo fabricante para a inspeção, testes e manutenção. Esses eventos devem ser executados e aprovados pelos responsáveis técnicos próprios ou contratados e devem ser anotados no Registro de Segurança. 13.4.4.7.7 Alterações nas funções instrumentadas de segurança do SGC, sejam provisórias ou definitivas, devem ser registradas e aprovadas formalmente pelos responsáveis técnicos. 13.4.4.8 No máximo, ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua inspeção subsequente, as caldeiras devem ser submetidas a uma avaliação de integridade com maior abrangência para determinar a sua vida remanescente e novos prazos máximos para inspeção, caso ainda estejam em condições de uso. 13.4.4.9 As válvulas de segurança de caldeiras devem ser desmontadas, inspecionadas e calibradas com prazo adequado a sua manutenção, porém, não superior ao previsto para a inspeção de segurança periódica das caldeiras por elas protegidos, de acordo com os subitens 13.4.4.4 e 13.4.4.5. 13.4.4.9.1 As válvulas de segurança soldadas devem ser testadas no campo, com uma frequência compatível com o histórico operacional das mesmas, sendo estabelecidos como limites máximos para essas atividades os períodos de inspeção estabelecidos nos subitens 13.4.4.4 e 13.4.4.5. 13.4.4.9.2 As caldeiras com SIS, conforme subitem 13.4.4.6.2, devem ter as válvulas de segurança testadas na pressão de abertura a cada 12 (doze) meses; 13.4.4.10 As válvulas de segurança instaladas em caldeiras de categoria B devem ser testadas periodicamente conforme segue: a) pelo menos 1 (uma) vez por mês, mediante acionamento manual da alavanca durante a operação de caldeiras sem tratamento de água conforme o subitem 13.4.3.3, exceto para aquelas que vaporizem fluido térmico; b) as caldeiras que operem com água tratada devem ter a alavanca acionada manualmente quando condições anormais forem detectadas. 13.4.4.11 Adicionalmente aos testes prescritos nos subitens 13.4.4.9 e 13.4.4.10, as válvulas de segurança instaladas em caldeiras podem ser submetidas a testes de acumulação, a critério do PH. 13.4.4.12 A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas seguintes oportunidades: a) sempre que acaldeira for danificada por acidente ou outra ocorrência capaz de comprometer sua segurança; b) quando a caldeira for submetida à alteração ou reparo importante capaz de alterar suas condições de segurança; c) antes de a caldeira ser recolocada em funcionamento, quando permanecer inativa por mais de 6 (seis) meses; d) quando houver mudança de local de instalação da caldeira. 13.4.4.13 A inspeção de segurança deve ser executada sob a responsabilidade técnica de PH. 13.4.4.14 Imediatamente após a inspeção da caldeira, deve ser anotada no seu Registro de Segurança a sua condição operacional , e, em até 60 (sessenta) dias, deve ser emitido o relatório, que passa a fazer parte da sua documentação, podendo este prazo ser estendido para 90 (noventa) dias em caso de parada geral de manutenção. 13.4.4.15 O empregador deve informar à representação sindical da categoria profissional predominante do estabelecimento, num prazo máximo de 30 (trinta) UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 150 dias após o término da inspeção de segurança, a condição operacional da caldeira. 13.4.4.15.1 Mediante o recebimento de requisição formal, o empregador deve encaminhar à representação sindical predominante do estabelecimento, no prazo máximo de 10 (dez) dias após a sua elaboração, a cópia do relatório de inspeção. 13.4.4.15.2 A representação sindical da categoria profissional predominante do estabelecimento pode solicitar ao empregador que seja enviada de maneira regular cópia do relatório de inspeção de segurança da caldeira em prazo de 30 (trinta) dias após a sua elaboração, ficando o empregador desobrigado a atender os subitens 13.4.4.15 e 13.4.4.15.1. 13.4.4.16 O relatório de inspeção de segurança, mencionado na alínea "e" do subitem 13.4.1.6, deve ser elaborado em páginas numeradas contendo no mínimo: a) dados constantes na placa de identificação da caldeira; b) categoria da caldeira; c) tipo da caldeira; d) tipo de inspeção executada; e) data de início e término da inspeção; f) descrição das inspeções, exames e testes executados; g) registros fotográficos do exame interno da caldeira; h) resultado das inspeções e providências; i) relação dos itens desta NR, relativos a caldeiras, que não estão sendo atendidos; j) recomendações e providências necessárias; k) parecer conclusivo quanto à integridade da caldeira até a próxima inspeção; l) data prevista para a nova inspeção de segurança da caldeira; m) nome legível, assinatura e número do registro no conselho profissional do PH e nome legível e assinatura de técnicos que participaram da inspeção. 13.4.4.16.1 O relatório de inspeção de segurança pode ser elaborado em sistema informatizado do estabelecimento com segurança da informação, ou em mídia eletrônica com utilização de assinatura digital, desde que a assinatura seja validada por uma Autoridade Certificadora - AC. 13.4.4.17 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser registradas e implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e responsáveis pela execução. 13.4.4.18 Sempre que os resultados da inspeção determinarem alterações dos dados de projeto, a placa de identificação e a documentação do prontuário devem ser atualizadas. 13.5 Vasos de Pressão 13.5.1 Disposições Gerais 13.5.1.1 Vasos de pressão são equipamentos que contêm fluidos sob pressão interna ou externa, diferente da atmosférica. 13.5.1.2 Para efeito desta NR, os vasos de pressão são classificados em categorias segundo a classe de fluido e o potencial de risco. a) os fluidos contidos nos vasos de pressão são classificados conforme descrito a seguir: Classe A: fluidos inflamáveis; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 151 fluidos combustíveis com temperatura superior ou igual a 200 ºC (duzentos graus Celsius); fluidos tóxicos com limite de tolerância igual ou inferior a 20 ppm (vinte partes por milhão); hidrogênio; acetileno. Classe B: fluidos combustíveis com temperatura inferior a 200 ºC (duzentos graus Celsius); fluidos tóxicos com limite de tolerância superior a 20 ppm (vinte partes por milhão). Classe C: vapor de água, gases asfixiantes simples ou ar comprimido. Classe D: outro fluido não enquadrado acima. b) quando se tratar de mistura deve ser considerado para fins de classificação o fluido que apresentar maior risco aos trabalhadores e instalações, considerando-se sua toxicidade, inflamabilidade e concentração. c) os vasos de pressão são classificados em grupos de potencial de risco em função do produto P.V, onde P é a pressão máxima de operação em MPa, em módulo, e V o seu volume em m³, conforme segue: Grupo 1 – P.V ≥ 100 Grupo 2 – P.V < 100 e P.V ≥ 30 Grupo 3 – P.V < 30 e P.V ≥ 2,5 Grupo 4 – P.V < 2,5 e P.V ≥1 Grupo 5 – P.V < 1 d) a tabela a seguir classifica os vasos de pressão em categorias de acordo com os grupos de potencial de risco e a classe de fluido contido. CATEGORIAS DE VASOS DE PRESSÃO Classe de Fluído Grupo de Potencial de Risco 1 P.V ≥ 100 2 P.V < 100 P.V ≥ 30 3 P.V < 30 P.V ≥ 2,5 4 P.V < 2,5 P.V ≥ 1 5 P.V < 1 Categorias A - Fluidos inflamáveis, e fluidos combustíveis com temperatura igual ou superior a 200°C - Tóxico com limite de tolerância ≤ 20 ppm - Hidrogênio; Acetileno I I II III III UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 152 B - Fluidos combustíveis com temperatura menor que 200°C - Fluidos tóxicos com limite de tolerância > 20 ppm I II III IV IV C - Vapor de água - Gases asfixiantes simples - Ar comprimido I II III IV V D - Outro fluido II III IV V V Notas: a) considerar volume em m³ e pressão em MPa; b) considerar 1 MPa correspondente a 10,197 kgf/cm². 13.5.1.3 Os vasos de pressão devem ser dotados dos seguintes itens: a) válvula de segurança ou outro dispositivo de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou inferior à PMTA, instalado diretamente no vaso ou no sistema que o inclui, considerados os requisitos do código de projeto relativos a aberturas escalonadas e tolerâncias de calibração; b) vasos de pressão submetidos a vácuo devem ser dotados de dispositivos de segurança ou outros meios previstos no projeto; se também submetidos à pressão positiva devem atender à alínea "a" deste subitem; c) sistema de segurança que defina formalmente o(s) meio(s) 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; d) instrumento que indique a pressão de operação, instalado diretamente no vaso ou no sistema que o contenha. 13.5.1.4 Todo vaso de pressão deve ter afixado em seu corpo, em local de fácil acesso e bem visível, placa de identificação indelével com, no mínimo, as seguintes informações: a) fabricante; b) número de identificação; c) ano de fabricação; d) pressão máxima de trabalho admissível; e) pressão de teste hidrostático de fabricação; f) código de projeto e ano de edição. 13.5.1.5 Além da placa de identificação, deve constar, em local visível, a categoria do vaso, conforme subitem 13.5.1.2, e seu número ou código de identificação. 13.5.1.6 Todo vaso de pressão deve possuir, no estabelecimento onde estiver instalado, a seguinte documentação devidamente atualizada: a) prontuário do vaso de pressão a ser fornecido pelo fabricante, contendo as seguintes informações: código de projeto e ano de edição; especificação dos materiais; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 153 procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final; metodologia para estabelecimento da PMTA; conjunto de desenhos e demais dados necessários para o monitoramento da sua vida útil; pressão máximade operação; registros documentais do teste hidrostático; características funcionais, atualizadas pelo empregador, sempre que alteradas as originais; dados dos dispositivos de segurança, atualizados pelo empregador sempre que alterados os originais; ano de fabricação; categoria do vaso, atualizada pelo empregador sempre que alterada a original; b) Registro de Segurança em conformidade com o subitem 13.5.1.8; c) projeto de alteração ou reparo em conformidade com os subitens 13.3.3.3 e 13.3.3.4; d) relatórios de inspeção em conformidade com o subitem 13.5.4.14; e) certificados de calibração dos dispositivos de segurança, onde aplicável. 13.5.1.7 Quando inexistente ou extraviado, o prontuário do vaso de pressão deve ser reconstituído pelo empregador, com responsabilidade técnica do fabricante ou de PH, sendo imprescindível a reconstituição das premissas de projeto, dos dados dos dispositivos de segurança e da memória de cálculo da PMTA. 13.5.1.7.1 Vasos de pressão construídos sem códigos de projeto, instalados antes da publicação desta Norma, para os quais não seja possível a reconstituição da memória de cálculo por códigos reconhecidos, devem ter PMTA atribuída por PH a partir dos dados operacionais e serem submetidos a inspeções periódicas, conforme os prazos abaixo: a) 01 ano, para inspeção de segurança periódica externa; b) 03 anos, para inspeção de segurança periódica interna. 13.5.1.7.2 A empresa deve elaborar um Plano de Ação para realização de inspeção extraordinária especial de todos os vasos relacionados no subitem 13.5.1.7.1. 13.5.1.7.3 O prazo para implementação do projeto de alteração ou de reparo não deve ser superior à vida residual calculada quando da execução da inspeção extraordinária especial. 13.5.1.8 O Registro de Segurança deve ser constituído por livro de páginas numeradas, pastas ou sistema informatizado do estabelecimento com segurança da informação onde serão registradas: a) todas as ocorrências importantes capazes de influir nas condições de segurança dos vasos de pressão; b) as ocorrências de inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária, devendo constar a condição operacional do vaso, o nome legível e assinatura de PH no caso de registro em livro físico ou cópias impressas; 13.5.1.8.1 O empregador deve fornecer cópias impressas ou em mídia eletrônica de registros de segurança selecionadas pela representação sindical da categoria profissional predominante do estabelecimento, quando formalmente solicitadas. 13.5.1.9 A documentação referida no subitem 13.5.1.6 deve estar sempre à disposição para consulta dos operadores, do pessoal de manutenção, de inspeção e das representações dos trabalhadores e do empregador na CIPA, devendo o empregador assegurar livre e pleno acesso a essa documentação UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 154 inclusive à representação sindical da categoria profissional predominante do estabelecimento, quando formalmente solicitado. 13.5.2 Instalação de vasos de pressão. 13.5.2.1 Todo vaso de pressão deve ser instalado de modo que todos os drenos, respiros, bocas de visita e indicadores de nível, pressão e temperatura, quando existentes, sejam facilmente acessíveis. 13.5.2.2 Quando os vasos de pressão forem instalados em ambientes fechados, a instalação deve satisfazer os seguintes requisitos: a) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções distintas; b) dispor de acesso fácil e seguro para as atividades de manutenção, operação e inspeção, sendo que, para guarda-corpos vazados, os vãos devem ter dimensões que impeçam a queda de pessoas; c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não possam ser bloqueadas; d) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes; e) possuir sistema de iluminação de emergência. 13.5.2.3 Quando o vaso de pressão for instalado em ambiente aberto, a instalação deve satisfazer as alíneas "a", "b", "d" e "e" do subitem 13.5.2.2. 13.5.2.4 A instalação de vasos de pressão deve obedecer aos aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas Normas Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis. 13.5.2.5 Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto no subitem 13.5.2.2 ou 13.5.2.3, devem ser adotadas medidas formais complementares de segurança que permitam a atenuação dos riscos. 13.5.3 Segurança na operação de vasos de pressão. 13.5.3.1 Todo vaso de pressão enquadrado nas categorias I ou II deve possuir manual de operação próprio ou instruções de operação contidas no manual de operação de unidade onde estiver instalado, em língua portuguesa, em local de fácil acesso aos operadores, contendo no mínimo: a) procedimentos de partidas e paradas; b) procedimentos e parâmetros operacionais de rotina; c) procedimentos para situações de emergência; d) procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio ambiente. 13.5.3.2 Os instrumentos e controles de vasos de pressão devem ser mantidos calibrados e em boas condições operacionais. 13.5.3.2.1 Poderá ocorrer a inibição provisória dos instrumentos e controles, desde que mantida a segurança operacional, e que esteja prevista nos procedimentos formais de operação e manutenção, ou com justificativa formalmente documentada, com prévia análise técnica e respectivas medidas de contingência para mitigação dos riscos, elaborada pelo responsável técnico do processo, com anuência do PH. 13.5.3.3 A operação de unidades de processo que possuam vasos de pressão de categorias I ou II deve ser efetuada por profissional capacitado conforme item "B" do Anexo I desta NR. 13.5.4 Inspeção de segurança de vasos de pressão. 13.5.4.1 Os vasos de pressão devem ser submetidos a inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 155 13.5.4.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em vasos de pressão novos, antes de sua entrada em funcionamento, no local definitivo de instalação, devendo compreender exames externo e interno. 13.5.4.3 Os vasos de pressão devem obrigatoriamente ser submetidos a Teste Hidrostático - TH em sua fase de fabricação, com comprovação por meio de laudo assinado por PH, e ter o valor da pressão de teste afixado em sua placa de identificação. 13.5.4.3.1 Na falta de comprovação documental de que o Teste Hidrostático - TH tenha sido realizado na fase de fabricação, se aplicará o disposto a seguir: a) para os vasos de pressão fabricados ou importados a partir da vigência da Portaria MTE n.º 594, de 28 de abril de 2014, o TH deve ser feito durante a inspeção de segurança inicial; b) para os vasos de pressão em operação antes da vigência da Portaria MTE n.º 594, de 28 de abril de 2014, a execução do TH fica a critério do PH e, caso seja necessária à sua realização, o TH deve ser realizado até a próxima inspeção de segurança periódica interna. 13.5.4.4 Os vasos de pressão categorias IV ou V de fabricação em série, certificados pelo INMETRO, que possuam válvula de segurança calibrada de fábrica ficam dispensados da inspeção inicial, desde que instalados de acordo com as recomendações do fabricante. 13.5.4.4.1 Deve ser anotada no Registro de Segurança a data da instalação do vaso de pressão a partir da qual se inicia a contagem do prazo para a inspeção de segurança periódica. 13.5.4.5 A inspeção de segurança periódica, constituída por exames externo e interno, deve obedecer aos seguintes prazos máximos estabelecidos a seguir: a) para estabelecimentos que não possuam SPIE, conforme citado no Anexo II: Categoria do Vaso Exame Externo Exame Interno I 1 ano 3 anos II 2 anos 4 anos III 3 anos 6 anos IV 4 anos 8 anos V 5 anos 10 anos b) para estabelecimentos que possuam SPIE, conforme citado no Anexo II, consideradas as tolerâncias nele previstas: Categoria do Vaso Exame ExternoExame Interno I 3 anos 6 anos UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 156 II 4 anos 8 anos III 5 anos 10 anos IV 6 anos 12 anos V 7 anos A critério 13.5.4.6 Vasos de pressão que não permitam acesso visual para o exame interno ou externo por impossibilidade física devem ser submetidos alternativamente a outros exames não destrutivos e metodologias de avaliação da integridade, a critério do PH, baseados em normas e códigos aplicáveis à identificação de mecanismos de deterioração. 13.5.4.7 As empresas que possuam SPIE certificado conforme Anexo II desta Norma podem executar, em vasos de pressão de categorias I e II, uma INI, de acordo com a metodologia especificada na norma ABNT NBR 16455, desde que esta seja obrigatoriamente sucedida por um exame visual interno em um prazo máximo correspondente a 50 % (cinquenta por cento) do intervalo determinado na alínea "b" do subitem 13.5.4.5desta Norma. 13.5.4.7.1 O intervalo correspondente ao prazo máximo do subitem 13.5.4.7 deve ser contado a partir da data de realização da INI. 13.5.4.8 Vasos de pressão com enchimento interno ou com catalisador podem ter a periodicidade de exame interno ampliada, de forma a coincidir com a época da substituição de enchimentos ou de catalisador, desde que esta ampliação seja precedida de estudos conduzidos por PH ou por grupo multidisciplinar por ele coordenado, baseados em normas e códigos aplicáveis, onde sejam implementadas tecnologias alternativas para a avaliação da sua integridade estrutural. 13.5.4.9 Vasos de pressão com temperatura de operação inferior a 0 ºC (zero graus Celsius) e que operem em condições nas quais a experiência mostre que não ocorre deterioração devem ser submetidos a exame interno a cada 20 (vinte) anos e exame externo a cada 2 (dois) anos. 13.5.4.10 As válvulas de segurança dos vasos de pressão devem ser desmontadas, inspecionadas e calibradas com prazo adequado à sua manutenção, porém, não superior ao previsto para a inspeção de segurança periódica interna dos vasos de pressão por elas protegidos. 13.5.4.11 A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas seguintes oportunidades: a) sempre que o vaso de pressão for danificado por acidente ou outra ocorrência que comprometa sua segurança; b) quando o vaso de pressão for submetido a reparo ou alterações importantes, capazes de alterar sua condição de segurança; c) antes do vaso de pressão ser recolocado em funcionamento, quando permanecer inativo por mais de 12 (doze) meses; d) quando houver alteração do local de instalação do vaso de pressão, exceto para vasos móveis. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 157 13.5.4.12 A inspeção de segurança deve ser executada sob a responsabilidade técnica de PH. 13.5.4.13 Imediatamente após a inspeção do vaso de pressão, deve ser anotada no Registro de Segurança a sua condição operacional, e, em até 60 (sessenta) dias, deve ser emitido o relatório, que passa a fazer parte da sua documentação, podendo este prazo ser estendido para 90 (noventa) dias em caso de parada geral de manutenção. 13.5.4.14 O relatório de inspeção de segurança, mencionado no item 13.5.1.6, alínea "d", deve ser elaborado em páginas numeradas, ou em sistema informatizado do estabelecimento com segurança de informação, no qual o PH esteja identificado como o responsável pela respectiva aprovação, e conter no mínimo: a) identificação do vaso de pressão; b) categoria do vaso de pressão; c) fluidos de serviço; d) tipo do vaso de pressão; e) tipo de inspeção executada; f) data de início e término da inspeção; g) descrição das inspeções, exames e testes executados; h) registro fotográfico das anomalias do exame interno do vaso de pressão; i) resultado das inspeções e intervenções executadas; j) recomendações e providências necessárias; k) parecer conclusivo quanto a integridade do vaso de pressão até a próxima inspeção; l) data prevista para a próxima inspeção de segurança; m) nome legível, assinatura e número do registro no conselho profissional do PH e nome legível e assinatura de técnicos que participaram da inspeção. 13.5.4.14.1 O relatório de inspeção de segurança pode ser elaborado em sistema informatizado do estabelecimento com segurança da informação, ou em mídia eletrônica com utilização de assinatura digital, desde que a assinatura seja validada por uma AC. 13.5.4.15 O empregador deve disponibilizar aos trabalhadores acesso aos relatórios de inspeção de segurança armazenados em seu sistema informatizado. 13.5.4.16 Sempre que os resultados da inspeção determinarem alterações das condições de projeto, a placa de identificação e a documentação do prontuário devem ser atualizadas. 13.5.4.17 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e responsáveis pela sua execução. 13.6 Tubulações 13.6.1 Disposições Gerais 13.6.1.1 As empresas que possuem tubulações e sistemas de tubulações enquadradas nesta NR devem possuir um programa e um plano de inspeção que considere, no mínimo, as variáveis, condições e premissas descritas abaixo: a) os fluidos transportados; b) a pressão de trabalho; c) a temperatura de trabalho; d) os mecanismos de danos previsíveis; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 158 e) as consequências para os trabalhadores, instalações e meio ambiente trazidas por possíveis falhas das tubulações. 13.6.1.2 As tubulações ou sistemas de tubulação devem possuir dispositivos de segurança conforme os critérios do código de projeto utilizado, ou em atendimento às recomendações de estudo de análises de cenários de falhas. 13.6.1.3 As tubulações ou sistemas de tubulação devem possuir indicador de pressão de operação, conforme definido no projeto de processo e instrumentação. 13.6.1.4 Todo estabelecimento que possua tubulações, sistemas de tubulação ou linhas deve ter a seguinte documentação devidamente atualizada: a) especificações aplicáveis às tubulações ou sistemas, necessárias ao planejamento e execução da sua inspeção; b) fluxograma de engenharia com a identificação da linha e seus acessórios; c) projeto de alteração ou reparo em conformidade com os subitens 13.3.3.3 e 13.3.3.4; d) relatórios de inspeção em conformidade com o subitem 13.6.3.9; e) Registro de Segurança em conformidade com o subitem 13.6.1.4.1. 13.6.1.4.1 O Registro de Segurança deve ser constituído por um livro de páginas numeradas por estabelecimento ou sistema informatizado por estabelecimento com segurança da informação onde serão registradas ocorrências como vazamentos de grande proporção, incêndios ou explosões envolvendo tubulações abrangidas na alínea "e" do subitem 13.2.1 que tenham como consequência uma das situações a seguir: a) influir nas condições de segurança das tubulações; b) risco ao meio ambiente; c) acidentes que implicaram em necessidade de internação hospitalar de trabalhador(es). 13.6.1.5 Os documentos referidos no subitem 13.6.1.4, quando inexistentes ou extraviados, devem ser reconstituídos pelo empregador, sob a responsabilidade técnica de um PH. 13.6.1.6 A documentação referida no subitem 13.6.1.4 deve estar sempre à disposição para fiscalização pela autoridade competente do Órgão Regional do Ministério do Trabalho, e para consulta pelos operadores, pessoal de manutenção, de inspeção e das representações dos trabalhadores e do empregador na CIPA, devendo, ainda, o empregador assegurar livre e pleno acesso a essa documentação à representação sindical da categoria profissional predominante do estabelecimento, quando formalmente solicitado. 13.6.2 Segurança na operação de tubulações 13.6.2.1 Os dispositivos de indicação de pressão da tubulação devem ser mantidos em boas condições operacionais. 13.6.2.2 As tubulações de vapor de água e seus acessórios devem ser mantidos em boas condições operacionais,de acordo com um plano de manutenção elaborado pelo estabelecimento. 13.6.2.3 As tubulações e sistemas de tubulação devem ser identificados conforme padronização formalmente instituída pelo estabelecimento, e sinalizadas conforme a Norma Regulamentadora n.º 26 (NR-26). 13.6.3 Inspeção de segurança de tubulações 13.6.3.1 Deve ser realizada inspeção de segurança inicial nas tubulações. 13.6.3.2 As tubulações devem ser submetidas à inspeção de segurança periódica. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 159 13.6.3.3 Os intervalos de inspeção das tubulações devem atender aos prazos máximos da inspeção interna do vaso ou caldeira mais crítica a elas interligadas, podendo ser ampliados pelo programa de inspeção elaborado por PH, fundamentado tecnicamente com base em mecanismo de danos e na criticidade do sistema, contendo os intervalos entre estas inspeções e os exames que as compõem, desde que essa ampliação não ultrapasse o intervalo máximo de 100 % (cem por cento) sobre o prazo da inspeção interna, limitada a 10 (dez) anos. 13.6.3.4 Os intervalos de inspeção periódica da tubulação não podem exceder os prazos estabelecidos em seu programa de inspeção, consideradas as tolerâncias permitidas para as empresas com SPIE. 13.6.3.5 A critério do PH, o programa de inspeção pode ser elaborado por tubulação, por linha ou por sistema. No caso de programação por sistema, o intervalo a ser adotado deve ser correspondente ao da sua linha mais crítica. 13.6.3.6 As inspeções periódicas das tubulações devem ser constituídas de exames e análises definidas por PH, que permitam uma avaliação da sua integridade estrutural de acordo com normas e códigos aplicáveis. 13.6.3.6.1 No caso de risco à saúde e à integridade física dos trabalhadores envolvidos na execução da inspeção, a linha deve ser retirada de operação. 13.6.3.7 Deve ser executada inspeção extraordinária nas seguintes situações: a) sempre que a tubulação for danificada por acidente ou outra ocorrência que comprometa a segurança dos trabalhadores; b) quando a tubulação for submetida a reparo provisório ou alterações significativas, capazes de alterar sua capacidade de contenção de fluído; c) antes da tubulação ser recolocada em funcionamento, quando permanecer inativa por mais de 24 (vinte e quatro) meses. 13.6.3.8 A inspeção periódica de tubulações deve ser executada sob a responsabilidade técnica de PH. 13.6.3.9 O relatório de inspeção de segurança, mencionado na alínea "d" do subitem 13.6.1.4, deve ser elaborado em páginas numeradas, contendo no mínimo: a) identificação da(s) linha(s) ou sistema de tubulação; b) fluidos de serviço da tubulação, e respectivas temperatura e pressão de operação; c) tipo de inspeção executada; d) data de início e de término da inspeção; e) descrição das inspeções, exames e testes executados; f) registro fotográfico, ou da localização das anomalias significativas detectadas no exame externo da tubulação; g) resultado das inspeções e intervenções executadas; h) recomendações e providências necessárias; i) parecer conclusivo quanto à integridade da tubulação, do sistema de tubulação ou da linha até a próxima inspeção; j) data prevista para a próxima inspeção de segurança; k) nome legível, assinatura e número do registro no conselho profissional do PH e nome legível e assinatura de técnicos que participaram da inspeção. 13.6.3.9.1 O prazo para emissão desse relatório é de até 30 (trinta) dias para linhas individuais e de até 90 (noventa) dias para sistemas de tubulação. 13.6.3.9.2 O relatório de inspeção de segurança pode ser elaborado em sistema informatizado do estabelecimento com segurança da informação, ou em mídia eletrônica com utilização de assinatura digital, desde que a assinatura seja validada por uma AC. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 160 13.6.3.10 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e responsáveis pela sua execução. 13.7 Tanques 13.7.1 Disposições Gerais 13.7.1.1 As empresas que possuem tanques metálicos de armazenamento e estocagem enquadrados nesta NR devem possuir um programa e um plano de inspeção que considere, no mínimo, as variáveis, condições e premissas descritas abaixo: a) os fluidos armazenados; b) condições operacionais; c) os mecanismos de danos previsíveis; d) as consequências para os trabalhadores, instalações e meio ambiente decorrentes de possíveis falhas nos tanques. 13.7.1.2 Os tanques devem possuir dispositivos de segurança contra sobre pressão e vácuo conforme os critérios do código de projeto utilizado, ou em atendimento às recomendações de estudo de análises de cenários de falhas. 13.7.1.3 Os tanques devem possuir instrumentação de controle conforme definido no projeto de processo e instrumentação. 13.7.1.4 Todo estabelecimento que possua tanques enquadrados nesta NR deve ter a seguinte documentação devidamente atualizada: a) folhas de dados com as especificações dos tanques necessárias ao planejamento e execução da sua inspeção; b) desenho geral; c) projeto de alteração ou reparo em conformidade com os subitens 13.3.3.3 e 13.3.3.4; d) relatórios de inspeção de segurança, em conformidade com o subitem 13.7.3.7; e) Registro de Segurança em conformidade com o subitem 13.7.1.5. 13.7.1.5 O Registro de Segurança deve ser constituído por livro de páginas numeradas, pastas ou sistema informatizado do estabelecimento com segurança da informação onde devem ser registradas: a) todas as ocorrências importantes capazes de influir nas condições de segurança dos tanques; b) as ocorrências de inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária, devendo constar a condição operacional do tanque, o nome legível e assinatura do responsável técnico formalmente designado pelo empregador no caso de registro em livro físico ou cópias impressas. 13.7.1.6 Os documentos referidos no subitem 13.7.1.4, quando inexistentes ou extraviados, devem ser reconstituídos pelo empregador por um responsável técnico formalmente designado. 13.7.1.7 A documentação referida no subitem 13.7.1.4 deve estar sempre à disposição para fiscalização pela autoridade competente do Órgão Regional do Ministério do Trabalho, e para consulta pelos operadores, pessoal de manutenção, de inspeção e das representações dos trabalhadores e do empregador na CIPA, devendo, ainda, o empregador assegurar o livre e pleno acesso a essa documentação à representação sindical da categoria profissional predominante do estabelecimento, quando formalmente solicitado. 13.7.2 Segurança na operação de tanques UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 161 13.7.2.1 Os dispositivos contra sobre pressão e vácuo, e válvulas corta-chamas, quando aplicáveis, devem ser mantidos em boas condições operacionais, de acordo com um plano de manutenção elaborado pelo empregador. 13.7.2.2 A instrumentação de controle dos tanques deve ser mantida em boas condições operacionais, de acordo com um plano de manutenção elaborado pelo empregador. 13.7.2.3 Os tanques devem ser identificados conforme padronização formalmente instituída pelo empregador. 13.7.3 Inspeção de segurança de tanques 13.7.3.1 Deve ser realizada inspeção de segurança inicial nos tanques. 13.7.3.2 Os tanques devem ser submetidos à inspeção de segurança periódica. 13.7.3.3 Os intervalos de inspeção de segurança periódica dos tanques devem atender aos prazos estabelecidos em programa de inspeção formalmente instituído pelo empregador, não podendo esses prazos exceder aos estabelecidos na norma ABNT NBR 17505-2. 13.7.3.4 As inspeções de segurança periódicas dos tanques devem ser constituídas de exames e análises definidas por PH que permitam uma avaliação da sua integridade estrutural de acordo com normas e códigos aplicáveis. 13.7.3.5 Deve ser executada inspeção extraordinária nas seguintessituações: a) sempre que o tanque for danificado por acidente ou outra ocorrência que comprometa a segurança dos trabalhadores; b) quando o tanque for submetido a reparo provisório ou alterações significativas, capazes de alterar sua capacidade de contenção de fluído; c) antes de o tanque ser recolocado em funcionamento, quando permanecer inativo por mais de 24 (vinte e quatro) meses; d) quando houver alteração do local de instalação. 13.7.3.6 O relatório de inspeção de segurança, mencionado na alínea "d" do subitem 13.7.1.4 deve ser elaborado em páginas numeradas, contendo no mínimo: a) identificação dos tanques; b) fluidos armazenados nos tanques, e respectiva temperatura de operação; c) tipo de inspeção executada; d) data de início e de término da inspeção; e) descrição das inspeções, exames e testes executados; f) registro fotográfico, ou da localização das anomalias significativas detectadas nos exames internos e externos dos tanques; g) resultado das inspeções e intervenções executadas; h) recomendações e providências necessárias; i) parecer conclusivo quanto à integridade dos tanques até a próxima inspeção; j) data prevista para a próxima inspeção de segurança; k) nome legível, assinatura e número do registro no conselho profissional do responsável técnico formalmente designado pelo empregador e nome legível e assinatura de técnicos que participaram da inspeção. 13.7.3.6.1 O prazo para emissão desse relatório é de até 90 (noventa) dias. 13.7.3.6.2 O relatório de inspeção de segurança pode ser elaborado em sistema informatizado do estabelecimento com segurança da informação, ou em mídia eletrônica com utilização de assinatura digital, desde que a assinatura seja validada por uma AC. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 162 13.7.3.7 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e responsáveis pela sua execução. 13.8 Glossário Abertura escalonada de válvulas de segurança - condição de calibração diferenciada da pressão de abertura de múltiplas válvulas de segurança, prevista no código de projeto do equipamento por elas protegido, onde podem ser estabelecidos valores de abertura acima da PMTA, consideradas as vazões necessárias para o alívio da sobre pressão em cenários distintos. Acessório de tubulação - elementos integrantes de uma tubulação tais como válvulas, filtros de linha, flanges, suportes e conexões. Adequação ao uso - estudo conceitual multidisciplinar de engenharia, baseado em códigos ou normas, como o API 579-1/ASME FFS-1 – Fitness - for - Service, usado para determinar se um equipamento com desgaste conhecido estará apto a operar com segurança por determinado tempo. Adequação definitiva - para efeitos desta Norma, é o atendimento aos requisitos da inspeção extraordinária especial. Alteração - mudança no projeto original do fabricante que promova alteração estrutural ou de parâmetros operacionais significativos definidos por PH, ou afete a capacidade de reter pressão ou possa comprometer a segurança de caldeiras, vasos de pressão e tubulações. Autoridade Certificadora (AC) - entidade, pública ou privada, subordinada à hierarquia da ICP-Brasil, responsável por emitir, distribuir, renovar, revogar e gerenciar certificados digitais. Avaliação ou inspeção de integridade - conjunto de estratégias e técnicas utilizadas na avaliação detalhada da condição física de um equipamento. Caldeira de fluido térmico - caldeira utilizada para aquecimento de um fluido no estado líquido, chamado de fluido térmico, sem vaporizá-lo. Caldeiras de recuperação de álcalis - caldeiras a vapor que utilizam como combustível principal o licor negro oriundo do processo de fabricação de celulose, realizando a recuperação de químicos e geração de energia. Código de projeto - conjunto de normas e regras que estabelece os requisitos para o projeto, construção, montagem, controle de qualidade da fabricação e inspeção de equipamentos. Códigos de pós-construção - compõe-se de normas ou recomendações práticas de avaliação da integridade estrutural de equipamentos durante a sua vida útil. Comissionamento - conjunto de técnicas e procedimentos de engenharia aplicados de forma integrada à instalação ou parte dela, visando torná-la operacional de acordo com os requisitos especificados em projeto. Componentes de duto - quaisquer elementos mecânicos pertencentes ao duto, compreendendo, mas não se limitando, aos seguintes: lançadores e recebedores de pigs e esferas de limpeza, válvulas, flanges, conexões padronizadas, conexões especiais, derivações tubulares, parafusos e juntas. Os tubos não são considerados componentes. Construção - processo que inclui projeto, especificação de material, fabricação, inspeção, exame, teste e avaliação de conformidade de caldeiras, vasos de pressão e tubulações. Controle da qualidade - conjunto de ações destinadas a verificar e atestar a conformidade de caldeiras, vasos de pressão e suas tubulações de interligação UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 163 nas etapas de fabricação, montagem ou manutenção. As ações abrangem o acompanhamento da execução da soldagem, materiais utilizados e realização de exames e testes tais como: líquido penetrante, partículas magnéticas, ultrassom, visual, testes de pressão, radiografia, emissão acústica e correntes parasitas. Demanda - condição ou evento perigoso que requer a atuação de uma Função Instrumentada de Segurança. Dispositivo Contra Bloqueio Inadvertido - DCBI - meio utilizado para evitar que bloqueios inadvertidos impeçam a atuação de dispositivos de segurança. Dispositivos de segurança - dispositivos ou componentes que protegem um equipamento contra sobre pressão manométrica, independente da ação do operador e de acionamento por fonte externa de energia. Duto - tubulação projetada por códigos específicos, destinada à transferência de fluidos entre unidades industriais de estabelecimentos industriais distintos ou não, ocupando áreas de terceiros. Empregador - empresa individual ou coletiva, que, assumindo os riscos da atividade econômica, admite, assalaria e dirige a prestação pessoal de serviços; equiparam-se ao empregador os profissionais liberais, as instituições de beneficência, as associações recreativas ou outras instituições sem fins lucrativos, que admitem trabalhadores como empregados. Enchimento interno - materiais inseridos no interior dos vasos de pressão com finalidades específicas e período de vida útil determinado, tipo catalisador, recheio, peneira molecular, e carvão ativado. Bandejas e acessórios internos não configuram enchimento interno. Especificação da tubulação - código alfanumérico que define a classe de pressão e os materiais dos tubos e acessórios das tubulações. Estudo de confiabilidade para SIS - estudo que determina o Nível de Integridade de Segurança requerido da Função Instrumentada de Segurança e o cálculo de confiabilidade para sua adequação, conforme normas internacionais. Fluxograma de engenharia (P&ID) - diagrama mostrando o fluxo do processo com os equipamentos, as tubulações e seus acessórios, e as malhas de controle de instrumentação. Fluxograma de processo - diagrama de representação esquemática do processo de plantas industriais mostrando o percurso ou caminho percorrido pelos fluidos. Força maior - todo acontecimento inevitável, em relação à vontade do empregador, e para a realização do qual este não concorreu, direta ou indiretamente. A imprevidência do empregador exclui a razão de força maior. Função Instrumentada de Segurança - função implementada pelo SIS cujo objetivo é atingir ou manter o estado seguro do equipamento ou processo em relação a um evento perigoso específico. Gerador de vapor - equipamentos destinados a produzir vapor sob pressão superior à atmosférica, sem acumulação e não enquadrados em códigos de vasos de pressão.Inspeção de segurança extraordinária - inspeção executada devido a ocorrências que possam afetar a condição física do equipamento, tais como hibernação prolongada, mudança de locação, surgimento de deformações inesperadas, choques mecânicos de grande impacto ou vazamentos, entre outros, envolvendo caldeiras, vasos de pressão e tubulações, com abrangência definida por PH. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 164 Inspeção de segurança inicial - inspeção executada no equipamento novo, montado no local definitivo de instalação e antes de sua entrada em operação. Inspeção de segurança periódica - inspeção executada durante a vida útil de um equipamento, com critérios e periodicidades determinados por PH, respeitados os intervalos máximos estabelecidos nesta Norma. Inspeção extraordinária especial - inspeção aplicada para vasos de pressão construídos sem código de projeto que compreende, impreterivelmente: a) levantamento dimensional dos elementos de retenção de pressão que não possuem equação de projeto em códigos reconhecidos, como tampos nervurados, flanges, conexões, transições cônicas, entre outros; Exame - atividade conduzida por PH ou técnicos qualificados ou certificados, quando exigido por códigos ou normas, para avaliar se determinados produtos, processos ou serviços estão em conformidade com critérios especificados. Exame externo - exame da superfície e de componentes externos de um equipamento, podendo ser realizado em operação, visando avaliar a sua integridade estrutural. Exame interno - exame da superfície interna e de componentes internos de um equipamento, executado visualmente, com o emprego de ensaios e testes apropriados para avaliar sua integridade estrutural. Fabricante - empresa responsável pela construção de caldeiras, vasos de pressão ou tubulações. b) caracterização de materiais de fabricação através de ensaios, ou admissão dos menores limites de resistência presentes nos códigos de projeto, para cada tipo de material/liga (aço ao carbono, aço inox etc.); c) avaliação de integridade estrutural por metodologia complementar, análise de tensões, adequação ao uso ou similares, de acordo com critérios de aceitação de códigos internacionais de referência; d) adoção de sobre espessura de corrosão para os componentes avaliados, que permitam o monitoramento de vida residual; e) dimensionamento de reforços estruturais, quando necessário, através da elaboração de projeto de alteração. Instrumentos de monitoração ou de controle - dispositivos destinados à monitoração ou controle das variáveis operacionais dos equipamentos a partir da sala de controle ou do próprio equipamento. Integridade estrutural - conjunto de propriedades e características físicas necessárias para que um equipamento ou item desempenhe com segurança e eficiência as funções para as quais foi projetado. Linha - trecho de tubulação individualizado entre dois pontos definidos e que obedece a uma única especificação de materiais, produtos transportados, pressão e temperatura de projeto. Manutenção preditiva - manutenção com ênfase na predição da falha e em ações baseadas na condição do equipamento para prevenir a falha ou degradação do mesmo. Manutenção preventiva - manutenção executada a intervalos predeterminados ou de acordo com critérios prescritos, e destinada a reduzir a probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um componente. Máquinas de fluido - aquela que tem como função principal intercambiar energia com um fluido que as atravessa. Mecanismos de danos - conjunto de fatores que causam degradação nos equipamentos e componentes. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 165 Nível de Integridade de Segurança (SIL) - nível discreto (de um a quatro) usado para especificar os requisitos de integridade de segurança de uma função instrumentada de segurança alocada em um sistema instrumentado de segurança. Operação contínua - operação da caldeira por mais de 95 % do tempo correspondente aos prazos estipulados no subitem 13.4.4.5 desta NR. Pacote de máquina - conjunto de equipamentos e dispositivos composto pela máquina e seus sistemas auxiliares (vide sistemas auxiliares de máquinas). Pessoal qualificado - profissional com conhecimentos e habilidades que permitam exercer determinadas tarefas, e certificado quando exigível por código ou norma. Placa de identificação - placa contendo dados do equipamento de acordo com os requisitos estabelecidos nesta NR, fixada em local visível. Plano de inspeção - descrição das atividades, incluindo os exames e testes a serem realizados, necessárias para avaliar as condições físicas de caldeiras, vasos de pressão e tubulações, considerando o histórico dos equipamentos e os mecanismos de danos previsíveis. Plástico Reforçado por Fibra de Vidro (PRFV) - material compósito constituído de uma matriz polimérica (a resina sintética) reforçada pela fibra de vidro. Prática profissional supervisionada - atividade na qual o trabalhador vai colocar na prática tudo o que aprendeu na teoria com a supervisão de um responsável. Pressão máxima de operação - para fins de enquadramento e definição da categoria de vasos de pressão considera-se pressão máxima de operação a maior pressão que o equipamento pode operar em condições normais de processo, previstas no prontuário. Caso não exista esta definição no prontuário, deve ser considerada a PMTA. Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) - é o maior valor de pressão a que um equipamento pode ser submetido continuamente, de acordo com o código de projeto, a resistência dos materiais utilizados, as dimensões do equipamento e seus parâmetros operacionais. Programa de inspeção - cronograma contendo, entre outros dados, as datas das inspeções de segurança periódicas a serem executadas. Projeto de alteração - projeto elaborado por ocasião de alteração que implique em intervenção estrutural ou mudança de processo significativa em caldeiras, vasos de pressão e tubulações. Projeto de reparo - projeto estabelecendo os procedimentos de execução e controle de reparos que possam comprometer a capacidade de retenção de pressão de caldeiras, vasos de pressão e tubulações. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 166 Projeto alternativo de instalação - projeto concebido para minimizar os impactos de segurança para o trabalhador quando as instalações não estiverem atendendo a determinado item desta NR. Projeto de instalação - projeto contendo o posicionamento dos equipamentos e sistemas de segurança dentro das instalações e, quando aplicável, os acessos aos acessórios dos mesmos (vents, drenos, instrumentos). Integra o projeto de instalação o inventário de válvulas de segurança com os respectivos DCBI e equipamentos protegidos. Prontuário - conjunto de documentos e registros do projeto de construção, fabricação, montagem, inspeção e manutenção dos equipamentos. Recipientes móveis - vasos de pressão que podem ser movidos dentro de uma instalação ou entre instalações e que não podem ser enquadrados como transportáveis. Recipientes transportáveis - recipientes projetados e construídos para serem transportados pressurizados e em conformidade com normas e regulamentações específicas de recipientes transportáveis. Registro de Segurança - registro da ocorrência de inspeções ou de anormalidades durante a operação de caldeiras e vasos de pressão, executado por PH ou por pessoal de operação, inspeção ou manutenção diretamente envolvido com o fato gerador da anotação. Relatórios de inspeção de segurança - registro formal dos resultados das inspeções executadas nos equipamentos com laudo conclusivo. Reparo - intervenção executada para correção de danos, defeitos ou avarias em equipamentos e seus componentes, visando restaurar a condição do projeto de construção. Segurança da informação - conjunto de ações definidopelo empregador com a finalidade de manter a integridade, inviolabilidade, controle de acessos, disponibilidade, transferência e guarda dos dados eletrônicos. Sistemas auxiliares de máquinas - conjunto de equipamentos e dispositivos auxiliares para fins de arrefecimento, lubrificação e selagem, integrantes de pacote de máquina. Sistema de Gerenciamento da Combustão (SGC) - sistema que compreende os dispositivos de campo, o sistema lógico e os elementos de controle finais dedicados à segurança da combustão e a assistência do operador no início e na parada de caldeiras e para evitar erros durante a operação normal. Também conhecido como Burner Management System (BMS). Sistema de iluminação de emergência - sistema destinado a prover a iluminação necessária ao acesso seguro a um equipamento ou instalação na inoperância dos sistemas principais destinados a tal fim. Sistema de Inter travamento de caldeira - sistema de gerenciamento das atividades de dois ou mais dispositivos ou instrumentos de proteção, monitorado por interface de segurança. Sistema de tubulação - conjunto integrado de linhas e tubulações que exerce uma função de processo ou que foram agrupadas para fins de inspeção, com características técnicas e de processos semelhantes. Sistema Instrumentado de Segurança (SIS) - sistema usado para implementar uma ou mais Funções Instrumentadas de Segurança, composto por um conjunto de iniciadores, executores da lógica e elementos finais. SPIE - Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos. Teste de estanqueidade - tipo de teste de pressão realizado com a finalidade de atestar a capacidade de retenção de fluido, sem vazamentos, em UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 167 equipamentos, tubulações e suas conexões, antes de sua entrada ou reentrada em operação. Teste hidrostático - TH - tipo de teste de pressão com fluido incompressível, executado com o objetivo de avaliar a integridade estrutural dos equipamentos e o rearranjo de possíveis tensões residuais, de acordo com o código de projeto. Tubulações - conjunto de linhas, incluindo seus acessórios, projetadas por códigos específicos, destinadas ao transporte de fluidos entre equipamentos de uma mesma unidade de uma empresa dotada de caldeiras ou vasos de pressão. Unidades de processo - conjunto de equipamentos e interligações de uma unidade fabril destinada a transformar matérias primas em produtos. Vasos de pressão - são reservatórios projetados para resistir com segurança a pressões internas diferentes da pressão atmosférica, ou submetidos à pressão externa, cumprindo assim a sua função básica no processo no qual estão inseridos; para efeitos desta NR, estão incluídos: a) permutadores de calor, evaporadores e similares; b) vasos de pressão ou partes sujeitas à chama direta que não estejam dentro do escopo de outras NR, nem do subitem 13.2.2 e alínea "a" do 13.2.1 desta NR; c) vasos de pressão encamisados, incluindo refervedores e reatores; d) autoclaves e caldeiras de fluido térmico. Vida remanescente - estimativa do tempo restante de vida de um equipamento ou acessório, executada durante avaliações de sua integridade, em períodos pré-determinados. Vida útil - tempo de vida estimado na fase de projeto para um equipamento ou acessório. Volume - volume interno útil do vaso de pressão, excluindo o volume dos acessórios internos, de enchimentos ou de catalisadores. ANEXO I CAPACITAÇÃO DE PESSOAL A. Caldeiras A1 Condições Gerais A1.1 Para efeito da NR-13, é considerado operador de caldeira aquele que satisfizer uma das seguintes condições: a) possuir certificado de Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras expedido por instituição competente e comprovação de prática profissional supervisionada conforme item A1.5 deste Anexo; b) possuir certificado de Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras previsto na NR-13 aprovada pela Portaria SSMT n.° 02, de 08 de maio de 1984 ou na Portaria SSST n.º 23, de 27 de dezembro de 1994. A1.2 O pré-requisito mínimo para participação como aluno, no Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras é o atestado de conclusão do ensino médio. A1.3 O Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras deve, obrigatoriamente: a) ser supervisionado tecnicamente por PH; b) ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim; c) obedecer, no mínimo, ao currículo proposto no item A2 deste Anexo; d) ocorrer com o acompanhamento da prática profissional, conforme item A1.5; e) ser exclusivamente na modalidade presencial; UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 168 f) ter carga horária mínima de 40 (quarenta) horas. A1.4 Os responsáveis pelo Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras estão sujeitos ao impedimento de ministrar novos cursos, bem como a outras sanções legais cabíveis, no caso de inobservância do disposto no item A1.3 deste Anexo. A1.5 Todo operador de caldeira deve ser submetido à prática profissional supervisionada na operação da própria caldeira que irá operar, a qual deve ser documentada e ter duração mínima de: a) caldeiras de categoria A: 80 (oitenta) horas; b) caldeiras de categoria B: 60 (sessenta) horas. A1.6 O estabelecimento onde for realizada a prática profissional supervisionada prevista nesta NR deve informar, quando requerido pela representação sindical da categoria profissional predominante do estabelecimento: a) período de realização da prática profissional supervisionada; b) entidade, empregador ou profissional responsável pelo Treinamento de Segurança na Operação de Caldeira; c) relação dos participantes desta prática profissional supervisionada. A1.7 Deve ser realizada a atualização dos conhecimentos dos operadores de caldeiras quando: a) ocorrer modificação na caldeira; b) ocorrer acidentes e/ou incidentes de alto potencial, que envolvam a operação da caldeira; c) houver recorrência de incidentes. A1.8 A prática profissional supervisionada obrigatória deve ser realizada após a conclusão de todo o conteúdo programático previsto no item A2 deste Anexo. A2 Currículo Mínimo para Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras 1. Noções de física aplicada. 1.1 Pressão. 1.1.1 Pressão atmosférica 1.1.2 Pressão manométrica e pressão absoluta 1.1.3 Pressão interna em caldeiras 1.1.4 Unidades de pressão 1.2 Transferência de calor. 1.2.1 Noções gerais: o que é calor, o que é temperatura 1.2.2 Modos de transferência de calor 1.2.3 Calor específico e calor sensível 1.2.4 Transferência de calor a temperatura constante 1.3 Termodinâmica. 1.3.1 Conceitos 1.3.2 Vapor saturado e vapor superaquecido 1.4 Mecânica dos Fluidos. 1.4.1 Conceitos Fundamentais 1.4.2 Pressão em Escoamento 1.4.3 Escoamento de Gases 2. Noções de química aplicada. 2.1 Densidade 2.2 Solubilidade 2.3 Difusão de gases e vapores 2.4 Caracterização de Ácido e Base (Álcalis) - Definição de pH UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 169 2.5 Fundamentos básicos sobre corrosão 3. Tópicos de inspeção e manutenção de equipamentos e registros. 4. Caldeiras - considerações gerais. 4.1 Tipos de caldeiras e suas utilizações 4.1.1 Caldeiras flamotubulares 4.1.2 Caldeiras aquatubulares 4.1.3 Caldeiras elétricas 4.1.4 Caldeiras a combustíveis sólidos 4.1.5 Caldeiras a combustíveis líquidos 4.1.6 Caldeiras a gás 4.2 Acessórios de caldeiras 4.3 Instrumentos e dispositivos de controle de caldeiras 4.3.1 Dispositivo de alimentação 4.3.2 Visor de nível 4.3.3 Sistema de controle de nível 4.3.4 Indicadores de pressão 4.3.5 Dispositivos de segurança 4.3.6 Dispositivos auxiliares 4.3.7 Válvulas e tubulações 4.3.8 Tiragem de fumaça 4.3.9 Sistema Instrumentado de Segurança 5. Operação de caldeiras. 5.1 Partida e parada 5.2 Regulagem e controle 5.2.1 De temperatura 5.2.2 De pressão 5.2.3 De fornecimento de energia 5.2.4 Do nível de água 5.2.5 De poluentes5.2.6 De combustão 5.3 Falhas de operação, causas e providências 5.4 Roteiro de vistoria diária 5.5 Operação de um sistema de várias caldeiras 5.6 Procedimentos em situações de emergência 6. Tratamento de água de caldeiras. 6.1 Impurezas da água e suas consequências 6.2 Tratamento de água de alimentação 6.3 Controle de água de caldeira 7. Prevenção contra explosões e outros riscos. 7.1 Riscos gerais de acidentes e riscos à saúde 7.2 Riscos de explosão 7.3 Estudos de caso 8. Legislação e normalização. 8.1 Norma Regulamentadora 13 - NR-13 8.2 Categoria de Caldeiras ANEXO II REQUISITOS PARA CERTIFICAÇÃO DE SERVIÇO PRÓPRIO DE INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS – SPIE UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 170 Antes de colocar em prática os períodos especiais entre inspeções, estabelecidos nos subitens 13.4.4.5, alínea "b" do 13.5.4.5, 13.6.3.3 e 13.7.3.3 da NR-13, os "Serviços Próprios de Inspeção de Equipamentos" da empresa, organizados na forma de setor, seção, departamento, divisão, ou equivalente, devem ser certificados por Organismos de Certificação de Produto - OCP acreditados pela Coordenação Geral de Acreditação do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia - Cgcre/INMETRO, que verificarão por meio de auditorias programadas o atendimento aos seguintes requisitos mínimos expressos nas alíneas "a" a "h". a) existência de pessoal próprio da empresa onde estão instalados caldeiras, vasos de pressão, tubulações e tanques, com dedicação exclusiva a atividades de inspeção, avaliação de integridade e vida residual, com formação, qualificação e treinamento compatíveis com a atividade proposta de preservação da segurança; b) mão de obra contratada para ensaios não destrutivos certificada segundo regulamentação vigente e, para outros serviços de caráter eventual, selecionada e avaliada segundo critérios semelhantes ao utilizado para a mão de obra própria; c) serviço de inspeção de equipamentos proposto com um responsável pelo seu gerenciamento formalmente designado para esta função; d) existência de pelo menos 1 (um) PH; e) existência de condições para manutenção de arquivo técnico atualizado, necessário ao atendimento da NR-13, assim como mecanismos para distribuição de informações quando requeridas; f) existência de procedimentos escritos para as principais atividades executadas; g) existência de aparelhagem condizente com a execução das atividades propostas; h) cumprimento mínimo da programação de inspeção. A certificação de SPIE e a sua manutenção estão sujeitas a Regulamento específico do INMETRO. ANEXO III CERTIFICAÇÃO VOLUNTÁRIA DE COMPETÊNCIAS DO PROFISSIONAL HABILITADO DA NR-13 1. O Profissional Habilitado - PH definido no subitem 13.3.2 da NR-13 pode, através de certificação voluntária no âmbito do Sistema Brasileiro de Avaliação da Conformidade - SBAC, obter o reconhecimento de sua competência profissional como Profissional Habilitado da NR-13 com certificação para o exercício das atividades referentes a acompanhamento da operação e da manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras, de vasos de pressão, de tubulações e de tanques metálicos de armazenamento. 2. A certificação voluntária de Profissional Habilitado da NR-13 deve ser feita por um Organismo de Certificação de Pessoas - OPC acreditado pela Coordenação Geral de Acreditação do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia - Cgcre/INMETRO. 3. O esquema de certificação a ser desenvolvido pelo OPC deve considerar, como pré-requisito, que o candidato à certificação voluntária possua graduação de nível superior em Engenharia. UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 171 4. O Programa de Certificação voluntária de PH NR-13, executado pelo OPC, deverá ter, no mínimo, as seguintes fases: a) avaliação - Comprovação de formação acadêmica, cursos complementares, experiência profissional e realização de exames teóricos e práticos; b) análise e decisão - Realização por pessoa(s) ou comitê formalmente designados para este fim, não envolvidos nos processos (a) e (b); c) formalização - Emissão de Certificado de Profissional Habilitado NR-13; d) supervisão - Manutenção da Certificação, com reavaliação a cada 30 (trinta) meses; e) recertificação - Realização a cada 60 (sessenta) meses. 5. Os profissionais que obtiverem o reconhecimento de suas competências profissionais através da certificação voluntária de Profissional Habilitado da NR- 13, devem ter esta informação divulgada pelo Ministério do Trabalho. 8.2 Categoria de Caldeiras Para os propósitos desta NR, as caldeiras são classificadas em 2 (duas) categorias, conforme segue: a) caldeiras da categoria A são aquelas cuja pressão de operação é igual ou superior a 1.960 kPa (19,98 kgf/cm²), com volume superior a 100 L (cem litros); b) caldeiras da categoria B são aquelas cuja a pressão de operação seja superior a 60 kPa (0,61 kgf/cm²) e inferior a 1 960 kPa (19,98 kgf/cm²), volume interno superior a 100 L (cem litros) e o produto entre a pressão de operação em kPa e o volume interno em m³ seja superior a 6 (seis). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS KREITH, F e BOHN, M. Princípios de transferência de calor. Thonsom Pioneira. BEJAN, A. Transferência de calor. Edgard Blucher. GHIZZE, A. Manual de trocadores de calor, vasos e tanques. IBRASA. TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS Volumes 1 e 2 SILVA TELLES, Pedro Carlos Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. TABELAS E GRÁFICOS PARA PROJETO DE TUBULAÇÕES SILVA TELLES, Pedro Carlos e BARROS, Darcy G. de Paula Editora Inter ciência Ltda. Cefet-ES “Centro federal tecnológico do Espírito Santo ( http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Bomb01.html) http://wiki.sj.cefetsc.edu.br/wiki/images/6/62/RESOLVIMECFLU.doc http://www.ebah.com.br/bombas-pdf-a93664.html Apostila Curso de Bombas Hidráulicas – COSIPA / UNICHEM , Luiz H. Schiavon http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Bomb01.html http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/daniel/Downloads/Material/Graduacao http://www.pme.poli.usp.br/sisea/Portugues/disciplinas/2008/ArtigosCorretosRecebidosAte12Set- PROMINP.pdf http://pt.wikipedia.org/wiki/Trocador_de_calor http://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeira http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Bomb01.html http://wiki.sj.cefetsc.edu.br/wiki/images/6/62/RESOLVIMECFLU.doc http://www.ebah.com.br/bombas-pdf-a93664.html http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Bomb01.html http://www.pme.poli.usp.br/sisea/Portugues/disciplinas/2008/ArtigosCorretosRecebidosAte12Set-PROMINP.pdf http://www.pme.poli.usp.br/sisea/Portugues/disciplinas/2008/ArtigosCorretosRecebidosAte12Set-PROMINP.pdf http://pt.wikipedia.org/wiki/Trocador_de_calor http://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeira UGR Engenharia e Treinamentos NR13 www.ugr.com.br Página 172 Saúde Ocupacional e Primeiros Socorros - CSS/CECOM – UNICAMP http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nrs.htm Apostila : PROMINP Apostila elaborada por: Ubirajara G. Rocha Engenheiro Industrial Mecânico Tecnólogo em manutenção Maquinas Operatrizes http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nrs.htm
