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As orientações sobre a classificação de gases e vapores

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NBR ISO/IEC 80079-20-1 de 07/2020 – Atmosferas explosivas – Parte 20-1: Características de substâncias para classificação de gases e vapores — Métodos de ensaios e dados.

A NBR ISO/IEC 80079-20-1 de 07/2020 – Atmosferas explosivas – Parte 20-1: Características de substâncias para classificação de gases e vapores — Métodos de ensaios e dados apresenta orientações sobre a classificação de gases e vapores. Descreve um método de ensaio destinado à medição do interstício máximo experimental seguro (Maximum Experimental Safe Gap – MESG) para misturas de gases ou vapores com o ar sob condições normais de temperatura e pressão (20 °C, 101,3 kPa), de forma a permitir a seleção de um grupo de equipamento apropriado. Esta norma descreve também um método de ensaio para a determinação da temperatura de autoignição (Auto-Ignition Temperature – AIT) de misturas vapor-ar ou misturas gás-ar, à pressão atmosférica, de forma a permitir a seleção de uma classe de temperatura de equipamentos apropriada.

Os valores das propriedades químicas dos materiais são apresentados para auxiliar na seleção dos equipamentos a serem utilizados em atmosferas explosivas. Dados adicionais podem ser incluídos à medida que resultados de ensaios validados se tornarem disponíveis. Os materiais e as características indicadas na Tabela B.1, disponível na norma (ver Anexo B), foram selecionados com particular referência à utilização de equipamentos em atmosferas explosivas. Os dados indicados nesta norma foram coletados a partir de diversas referências, as quais são indicadas na Bibliografia. Estes métodos para a determinação do MESG e da AIT podem também ser utilizados para misturas gás-ar inerte ou vapor ar inerte. No entanto, os dados de misturas inertes não são indicados na tabela.

Os equipamentos de Grupo I são para utilização em minas suscetíveis de ocorrência de grisu. Grisu consiste principalmente em metano de mineração, mas sempre contém pequenas quantidades de outros gases, como nitrogênio, dióxido de carbono e hidrogênio, e algumas vezes etano e monóxido de carbono. Os termos grisu e metano são frequentemente utilizados como sinônimos na indústria de mineração.

Os equipamentos de Grupo II são para utilização em gases e vapores inflamáveis, excluindo as minas suscetíveis de ocorrência de grisu. Os equipamentos de Grupo II para gases e vapores são definidos em subgrupos de acordo com o seus MESG ou MIC, em equipamentos dos subgrupos IIA, IIB e IIC. Todos os materiais inflamáveis são definidos em classes de temperatura de acordo com as suas temperaturas de autoignição.

Os gases e os vapores podem ser definidos de acordo com os seus MESG em subgrupos IIA, IIB e IIC, com base no método de determinação descrito nesta norma. De modo a assegurar resultados padronizados, o equipamento do MESG é dimensionado para evitar possíveis efeitos externos por obstrução aos interstícios seguros. O método padronizado para a determinação do MESG é o descrito em 6.2, porém, quando as determinações tiverem sido realizadas somente em um vaso esférico de 8 L, com ignição próxima do interstício do flange, estas determinações podem ser inicialmente aceitas.

O projeto de um equipamento de ensaio para a determinação do interstício seguro, que não utilize a caixa de ensaio padrão para a determinação do subgrupo de um gás específico, pode necessitar ser diferente daquele descrito nesta norma. Por exemplo, o volume da caixa de ensaio, dimensões dos discos, concentração do gás, e pode ser necessário que a distância entre os discos e qualquer parede externa ou barreiras sólidas seja ajustável. Como o projeto depende da pesquisa a ser desenvolvida, é impraticável recomendar requisitos específicos de projeto, mas para as principais aplicações ainda são válidos os princípios gerais e precauções indicados nesta norma.

São indicadas na NBR IEC 60079-14 as distâncias mínimas entre uma junta flangeada à prova de explosão e barreiras sólidas, de acordo com o grupo de equipamento a ser aplicado em uma área classificada. Para definição dos subgrupos, os limites do MESG são: Grupo do equipamento IIA: MESG ≥ 0,90 mm; Grupo do equipamento IIB: 0,50 < MESG < 0,90 mm; Grupo do equipamento IIC: MESG ≤ 0,50 mm. A determinação de ambos os parâmetros, MESG e relação MIC, é necessária quando 0,50 < MESG < 0,55. Então o grupo do equipamento é determinado pela relação MIC.

Para gases e líquidos altamente voláteis, o MESG é determinado a 20°C. Se for necessário realizar a determinação do MESG a temperaturas mais elevadas do que a temperatura ambiente, é utilizada uma temperatura 5 K acima da necessária para fornecer a pressão de vapor ou 50 K acima do ponto de fulgor; este valor do MESG é indicado na tabela e a definição do grupo de equipamento é com base neste resultado. Subgrupos dos gases e vapores IIA, IIB e IIC podem ser definidos de acordo com a relação entre a corrente mínima de ignição (MIC) e a corrente de ignição do metano de laboratório.

A pureza do metano de laboratório não pode ser menor do que 99,9% por volume. O método normalizado para a determinação da relação entre MIC é com base no equipamento de ensaio descrito na NBR IEC 60079-11, porém, quando as determinações tiverem sido obtidas em outros equipamentos de ensaio, os resultados podem ser inicialmente aceitos. Para definição dos subgrupos, as relações entre MIC são: Grupo do equipamento IIA: MIC > 0,80; Grupo do equipamento IIB: 0,45 ≤ MIC ≤ 0,80; Grupo do equipamento IIC: MIC < 0,45.

A determinação de ambos os parâmetros, MESG e relação MIC, é necessária quando 0,70 < MIC < 0,90 ou 0,40 < MIC < 0,50. Então o grupo do equipamento é determinado pelo MESG. Quando um gás ou vapor é um membro de uma série de componentes equivalentes, a determinação do subgrupo do gás ou vapor pode ser inicialmente inferida a partir dos dados de outros membros vizinhos da série. A definição do subgrupo de acordo com a similaridade de sua estrutura química não é permitida, se a definição de subgrupo do membro vizinho for com base no MESG e a outra com base na relação MIC.

O gás de coqueria é uma mistura de hidrogênio, monóxido de carbono e metano. Se a soma das concentrações (em % volume) de hidrogênio e monóxido de carbono for menor que 75 % do volume total, é recomendada a utilização de equipamentos com o tipo de proteção “Ex” adequado para o Grupo IIB. Caso contrário, é recomendada a utilização de equipamentos “Ex” do Grupo de equipamentos IIC.

A temperatura de autoignição do nitrito de etila é 95 °C, acima da qual o gás sofre uma decomposição explosiva. Não confundir nitrito de etila com o seu isômero, o nitroetano. O MESG do monóxido de carbono está relacionado a uma mistura de ar saturado com umidade na temperatura ambiente normal. Esta determinação indica a utilização de equipamento “Ex” do Grupo de equipamento IIB na presença de monóxido de carbono. Um MESG maior pode ser observado com níveis de umidade mais baixos.

O MESG mais baixo (0,65 mm) é observado para uma mistura de CO/H2O próxima de 7:1 (razão molar). Pequenas quantidades de hidrocarboneto na mistura monóxido de carbono/ar têm um efeito similar na redução do MESG, de forma a serem requeridos equipamentos “Ex” do Grupo de equipamento IIB. O metano industrial, como o gás natural, é classificado como Grupo de equipamento IIA, desde que este não contenha mais que 25 % de volume de hidrogênio. Uma mistura de metano com outras substâncias do Grupo de equipamento IIA, em qualquer proporção, é classificada como Grupo de equipamento IIA.

FONTE: Equipe Target

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