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A proteção de equipamentos por ambiente pressurizado “p” em atmosferas explosivas

Equipe Target

A proteção de equipamentos por ambiente pressurizado “p” e por ambiente artificialmente ventilado

Em projeto para votação até o dia 21 de maio de 2019, a NBR IEC 60079-13 – Atmosferas explosivas Parte 13: Proteção de equipamentos por ambiente pressurizado “p” e por ambiente artificialmente ventilado “v” (atualização de norma) apresenta os requisitos para o projeto, construção, avaliação, verificação e marcação de ambientes utilizados para proteção interna de equipamentos: — localizados em área classificada Zona 1 ou Zona 2 ou Zona 21 ou Zona 22 [onde seja normalmente requerida a instalação de equipamentos com (EPL) Gb, Gc, Db ou Dc], sem a existência de uma fonte interna de liberação de gás ou vapor e protegidos por pressurização; — localizados em área classificada Zona 2 (onde seja requerida a instalação de equipamentos com EPL Gc), contendo ou não uma fonte interna de liberação de gás ou vapor e protegidos por ventilação artificial; — localizados em área não classificada, contendo uma fonte interna de liberação de gás ou vapor e protegidos por ventilação artificial; — localizados em área classificada Zona 1 ou Zona 2 ou Zona 21 ou Zona 22 (onde seja normalmente requerida a instalação de equipamentos com EPL Gb, Gc, Db ou Dc), contendo uma fonte interna de liberação de gás ou vapor e protegidos por pressurização e ventilação artificial.

O termo “ambiente” utilizado inclui os ambientes únicos, ambientes múltiplos, uma edificação completa ou um ambiente localizado no interior de uma edificação. Um ambiente é destinado a facilitar a entrada de pessoal e inclui dutos de entrada e saída. Uma câmara acústica ou outras áreas delimitadas projetadas para permitir a entrada de pessoal podem ser consideradas um ambiente.

Este documento também inclui requisitos relacionados aos dispositivos de segurança e de controle, necessários para assegurar que a ventilação artificial, a purga e a pressurização sejam estabelecidas e mantidas. Um ambiente montado ou construído em campo pode ser instalado em montagens terrestres (onshore) ou marítimas (offshore). O ambiente é basicamente destinado à instalação por um usuário final, mas pode também ser fabricado e avaliado nas instalações do fabricante, sendo a montagem final, como a instalação dos dutos, feita no campo.

Os ambientes podem ser localizados em uma atmosfera explosiva de gás inflamável que requer EPL Gb ou Gc ou em uma atmosfera explosiva de poeira combustível que requer EPL Db ou Dc. Este documento não especifica os métodos que podem ser requeridos para assegurar a qualidade adequada do ar para o pessoal com relação à toxicidade e à temperatura no interior do ambiente. Normas, requisitos ou regulamentos nacionais podem existir para assegurar a segurança das pessoas em relação a este aspecto.

A proteção de ambientes pela utilização de gás inerte ou de gás inflamável está fora do escopo deste documento. É reconhecido que tais aplicações são casos especiais, os quais, em parte, podem ser atendidos pela utilização dos princípios indicados na NBR IEC 60079-2, mas, como em toda probabilidade, também estão sujeitos a normas, padrões de engenharia, procedimentos e códigos de práticas adicionais. Os requisitos para invólucros pressurizados que não sejam destinados a facilitar a entrada de pessoas são especificados na NBR IEC 60079-2 e não estão no escopo deste documento.

Pode-se dizer que os ambientes com pressurização “p” e localizados em uma área classificada devem ser no nível de proteção “pb” (EPL Gb ou Db). O ambiente pressurizado mantém uma sobrepressão interna que reduz o risco de entrada de uma atmosfera explosiva e é adequado para uso em uma área que requer EPL Gb ou Db, permitindo que equipamentos sem um tipo de proteção Ex sejam instalados no ambiente pressurizado, exceto para dispositivos de segurança de pressurização (ver 6.3.1); e o nível de proteção “pc” (EPL Gc ou Dc).

O ambiente pressurizado mantém uma sobrepressão interna que reduz o risco de entrada de uma atmosfera explosiva e é adequado para uso em uma área que requer EPL Gc ou Dc, permitindo que equipamentos sem um tipo de proteção Ex sejam instalados no ambiente pressurizado, exceto para dispositivos de segurança de pressurização (ver 6.3.1). O ambiente ventilado artificialmente mantém a ventilação artificial para diluir a liberação de uma substância inflamável dentro da área classificada, de modo que o EPL requerido seja reduzido de Gb ou Gc para uma área não classificada ou de Gb para Gc.

Os ambientes com ventilação artificial “v” localizados em uma área classificada devem apresentar: nível de proteção “vc” (EPL Gc). O ambiente ventilado mantém a ventilação artificial para diluir a liberação de substâncias inflamáveis para reduzir uma área classificada, de modo que os equipamentos sem um tipo de proteção Ex possam ser instalados dentro do ambiente artificialmente ventilado e sejam adequados para uso em uma área que requeira EPL Gc.

Isto permite que um equipamento com um EPL menor seja instalado dentro do ambiente ventilado artificialmente, exceto para dispositivos de segurança de ventilação (ver 7.3.1). Os ambientes podem ser protegidos pela ventilação artificial geral ou local. A ventilação artificial geral é aplicável a um ambiente inteiro ou a uma porção significativa de um ambiente, e a ventilação artificial local é aplicável às regiões restritas, por exemplo, um exaustor.

O ambiente protegido deve no mínimo ser projetado para permitir que a pressurização ou a ventilação artificial seja utilizada de acordo com as Seções 6 ou 7. Os requisitos de construção de ambientes podem ser afetados pela localização, requisitos de ocupação e funcionalidade. Para ambientes pressurizados e ambientes protegidos por ventilação artificial, é necessário assegurar a purga adequada dos espaços de ar morto criados no ambiente, por exemplo, evitando tetos falsos, trincheiras ou pisos elevados.

O ambiente, quaisquer dutos e suas peças de conexão devem ser projetados para suportar a pressão máxima do sistema de pressurização ou ventilação. Isto deve ser verificado pela documentação de projeto ou pelo ensaio de sobrepressão. Requisitos de construção nacionais ou regionais também podem ser aplicados. O ensaio de resistência mecânica não precisa ser realizado no ambiente completo, mas pode ser aplicado em todas as peças, como janelas, placas de suporte, penetrações, portas, entradas ou saídas do ambiente, que não sejam fabricadas em aço ou concreto, mas que sejam integrantes para o tipo de proteção. Neste caso, os ensaios podem ser realizados nas próprias peças, adequadamente montados para o ensaio.

Assim, essa Parte da NBR IEC 60079 apresenta os requisitos para o projeto, fabricação, avaliação, verificação e marcação de ambientes utilizados para a proteção de equipamentos internos por pressurização e ventilação artificial ou ambos, de acordo com o aplicável, quando localizados em áreas classificadas de atmosferas explosivas de gases inflamáveis ou poeiras combustíveis, com ou sem a presença de uma fonte interna de gás ou vapor inflamável.

Este documento também inclui ambientes localizados em uma área não classificada que possua uma fonte interna de liberação de um gás ou vapor inflamável. Abrange ambientes que são particularmente fabricados em uma instalação do fabricante e destinados a ter a sua montagem finalizada no campo, bem como ambientes que são completamente montados no campo.

Os ambientes parcialmente construídos em uma instalação de fabricante podem incluir uma avaliação de terceira parte. Para ambientes montados em campo, este documento pode ser utilizado pelo operador ou proprietário da planta como um guia para a avaliação daquele tipo de montagem. Este documento representa uma grande revisão técnica de requisitos para a proteção de equipamentos por ambientes pressurizados “p” ou artificialmente ventilados “v”, e necessita ser considerado como introduzindo novos requisitos em relação à edição anterior.

A entrada de cabos, dutos elétricos e outras penetrações no ambiente deve ser selada, de modo que seja mantida a integridade da pressão diferencial ou da ventilação artificial necessárias. Devem ser tomadas medidas para minimizar a troca de atmosfera entre o interior e o exterior do ambiente, o que pode levar a outro perigo, por exemplo, o deslocamento de vapores devido às instalações de drenagem do piso.

Barreiras podem ser consideradas para certos projetos do ambiente, para minimizar a entrada ou a saída de gases ou vapores, por exemplo, vedações líquidas, como sifão na tubulação de drenagem. Quando a proteção contra o ingresso de uma atmosfera explosiva for requerida, as portas para acesso de pessoal devem ser do tipo com fechamento automático, com ajustes e folgas precisas, e projetadas para fechar e travar contra o diferencial de pressão normal. Não é requerido que as portas de acesso restrito sejam do tipo com fechamento automático.

Deve-se consultar a NBR IEC 60079-10-1 para orientações adicionais sobre portas e aberturas. Para a pressurização e a ventilação artificial geral, a localização das entradas e saídas de ar deve ser providenciada para assegurar a distribuição uniforme do fluxo de ar limpo, para minimizar os bolsões onde os gases ou vapores podem se acumular, levando em consideração a densidade destes gases e vapores. Onde não for possível evitar bolsões em que gases e vapores possam se acumular, métodos alternativos de detecção e controle devem ser utilizados.

Para minimizar a entrada de ar contaminado no duto ou a perda de desempenho do sistema, convém que os dutos de sucção e descarga do ventilador sejam adequadamente projetados para serem livres de vazamentos e protegidos contra danos mecânicos previsíveis. Os dutos para sistema de pressurização ou sistema de ventilação podem estar sujeitos a normas nacionais ou regionais aplicáveis à construção de requisitos de incêndio.

A purga de gases inflamáveis ou a remoção de poeiras combustíveis de um ambiente pressurizado ou de um ambiente artificialmente ventilado é requerida tanto na colocação em operação inicial do ambiente quanto na perda de pressurização ou perda de fluxo, respectivamente. Procedimentos administrativos ou outros controles durante a perda de pressurização ou ventilação artificial podem ser considerados suficientes pelo usuário para assegurar uma atmosfera livre de gás em algumas condições, por exemplo, durante a perda de pressurização ou ventilação artificial de curto período e quando não existirem outras situações anormais. No entanto, os meios de purga ainda devem ser fornecidos.

Antes de energizar qualquer equipamento elétrico que não seja adequado para o EPL requerido em um ambiente pressurizado ou artificialmente ventilado, é necessário assegurar que a concentração de gás inflamável não seja superior a 25% do valor-limite pela purga com ar puro. A purga de gases deve ser verificada por meio de: ?medição de fluxo na saída dedicada para detectar fluxo abaixo da taxa de purga mínima determinada para o sistema; detecção da pressão do ambiente acima da determinada, para a pressão à taxa de purga mínima em conjunto com — detecção de fluxo na tomada dedicada, ou — detectores de gás, onde não houver uma saída dedicada ou a detecção de fluxo não for praticável na saída, para confirmar que a purga foi efetiva e que a concentração de gás inflamável dentro do ambiente é igual ou inferior a 25% do valor-limite.

A detecção de gás pode não ser utilizada para reduzir o requisito de purga inicial, mas pode ser utilizada para prolongar o tempo de purga quando apropriado. O volume de purga para pressurização e para ventilação artificial geral deve ser um mínimo de 10 volumes do ambiente, a menos que um volume de purga reduzido possa ser verificado ou determinado a partir de outra análise. A taxa de fluxo de purga deve ser um mínimo de cinco trocas de ar por hora.

Durante a purga do ambiente, qualquer invólucro que exceda 5% do volume interno total do ambiente e que contenha equipamento elétrico que não seja adequado para o EPL requerido deve ser ventilado para o exterior (se não for uma atmosfera explosiva) ou para o ambiente, de modo a facilitar o fluxo para dentro e para fora do invólucro, ou individualmente purgado, ou pressurizado individualmente para atender ao EPL requerido. Para os invólucros ventilados, as aberturas superiores e inferiores que fornecem não menos de 1 cm² de área de ventilação para cada 1 000 cm³ com um tamanho de ventilação mínimo de 6,3 mm de diâmetro são comumente consideradas suficientes para purga adequada.

Os dispositivos de segurança que consistem no sistema de pressurização, seus controles, meios de desconexão de energia elétrica, ventilador do sistema e seu motor e detectores de gás (opcionais) ou outros dispositivos listados na tabela abaixo devem ser adequados para o EPL requerido sem o sistema de pressurização. Todas as partes do sistema em contato com o ambiente, incluindo partes internas aos dutos de entrada, são consideradas como estando na atmosfera explosiva.

Os dispositivos de segurança devem ser utilizados dentro das suas características nominais. Os alarmes devem ser instalados onde eles serão percebidos pela pessoa responsável. Os dispositivos de segurança requeridos por este documento constituem partes relacionadas à segurança de um sistema de controle.

Este sistema de controle deve atender a um nível de confiabilidade consistente com a tolerância a falhas requerida pelos tipos de proteção: para pressurização “pb” – uma falha única; para pressurização “pc” – operação normal. Para a integridade das funções de segurança, a IEC 61511 (todas as partes), a IEC 61508 (todas as partes) ou normas similares podem ser utilizadas. 6.3.2 Dispositivos de segurança baseados no nível de proteção A tabela fornece os dispositivos de segurança mínimos requeridos para ambientes pressurizados, de acordo com o nível de proteção.

Após a falha no sistema de pressurização ou no sistema de ventilação, devem ser tomadas medidas adequadas para evitar qualquer ignição após o desligamento da energia se tornar ativo, por exemplo, superfícies quentes acima da temperatura de ignição. Isto pode ser conseguido por meio da concepção e construção do ambiente ou do sistema de ventilação, por exemplo, bloqueios de ar, ou por um desligamento suficientemente cedo para permitir que o equipamento esfrie antes que a concentração inflamável se aproxime do LII. Outros meios, como a colocação em funcionamento de sistemas auxiliares de pressurização ou outras disposições, também podem ser considerados. Ver também o Anexo B.

FONTE: Equipe Target

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