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O uso do corta-chamas para evitar riscos em instalações industriais

Quais os limites de velocidade máxima de fluxo? Como fazer a seleção de corta-chamas? Como deve ser feita a marcação de equipamentos com limites de aplicação? Quais são os limites de instalação dos corta-chamas? Esses questionamentos estão sendo mostrados na NBR 16906 de 09/2020 - Corta-chamas - Requisitos de seleção, instalação, especificação e manutenção.

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NBR 16906 de 09/2020 – Corta-chamas — Requisitos de seleção, instalação, especificação e manutenção

A NBR 16906 de 09/2020 – Corta-chamas — Requisitos de seleção, instalação, especificação e manutenção estabelece os requisitos para a seleção de corta-chamas, de acordo com a NBR ISO 16852, para os diferentes cenários com as melhores práticas para seleção, instalação e manutenção destes. Descreve os possíveis riscos que podem ocorrer em instalações industriais e fornece os tipos de proteção para uso do corta-chamas. Esta norma se destina principalmente a técnicos responsáveis pelo projeto e pela operação segura de instalações industriais e de equipamentos que usam líquidos, vapores ou gases inflamáveis.

O corta-chamas é um dispositivo instalado na abertura de um equipamento ou no duto de conexão de um sistema de processo e cuja função pretendida é permitir o fluxo, mas evitar a transmissão da chama. Os corta-chamas são necessários para proteger os equipamentos e as tubulações contra vários tipos de explosão que possam ocorrer nos seus interiores. Entretanto, esta segurança depende da seleção do tipo adequado de corta-chamas, de sua correta instalação e da sua manutenção.

Esta norma fornece orientações importantes para o uso de corta-chamas, além das orientações dos manuais de operação dos fabricantes e das resoluções de segurança e ambientais. Os corta-chamas são projetados para uso em áreas com risco de explosão.

É prioridade dar atenção à prevenção de formação de atmosferas explosivas em unidades de processo para evitar o desenvolvimento de uma potencial explosão. A prevenção de explosão pode ser efetuada pela redução de uso ou limitando a concentração das substâncias inflamáveis no processo. A prevenção também pode ser realizada por meio da inertização de equipamentos.

Caso a prevenção da formação de atmosfera explosiva não seja possível, é necessário se evitar a presença de qualquer fonte de ignição no local. Para tanto, o uso de medidas de proteção auxilia a evitar ou a reduzir a probabilidade de ocorrência de potenciais fontes de ignição. É possível que a probabilidade de formação de atmosfera explosiva e de fonte de ignição esteja presente no mesmo tempo e local. Neste caso, é preciso determinar as medidas corretas de proteção do equipamento.

Uma medida de segurança recomendada é a classificação de área pelo conceito de zonas de risco de explosão, de acordo com a NBR IEC 60079-10-1. Os corta-chamas devem ser ensaiados de acordo com a NBR ISO 16852 e atender a todos os requisitos de segurança desta norma. Em muitos casos, não é possível identificar previamente a possibilidade de formação de atmosferas explosivas ou de fontes de ignição. Para tanto, é necessário adotar medidas para minimizar os efeitos da explosão. Os tipos de medidas de segurança contra os efeitos de uma explosão são: projeto de equipamentos resistentes à explosão; alívio de explosão; supressão de explosão; prevenção da formação de chama e da propagação da explosão.

A ocorrência de uma explosão em uma unidade de processo pode se propagar para partes a montante e a jusante de sua ocorrência, podendo causar explosões secundárias. A aceleração causada por acessórios da unidade de processo ou pela propagação por tubulações pode intensificar os efeitos de uma explosão. As pressões decorrentes de uma explosão podem ser superiores à pressão máxima de explosão sob condições normais de operação, e podem destruir partes da unidade de processo, mesmo que estas tenham sido projetadas para resistir à pressão de explosão ou para resistência mecânica.

Portanto, é importante limitar possíveis explosões em determinadas partes da unidade de processo. Esta limitação pode ser obtida pela técnica de bloqueio mecânico de uma explosão. Este bloqueio normalmente é efetuado por válvulas de isolamento ou corta-chamas. As áreas perigosas de instalações industriais são classificadas de acordo com a NBR IEC 60079-10-1, em zonas de riscos de explosão, dependendo da frequência e da duração da presença de atmosferas explosivas, conforme tabela abaixo.

As aberturas de equipamentos (reatores, vasos de pressão, etc.) à prova de explosão, onde explosões internas possam ocorrer, devem ser equipadas com corta-chamas à prova de deflagrações volumétricas, de modo a prevenir a propagação da explosão do interior para o exterior desses equipamentos, quando estiverem conectados a outros equipamentos não resistentes a essa condição, ou se houver a presença de pessoas no local do alívio.

De acordo com a NBR ISO 16852, o conceito de segurança de instalações industriais usando corta-chamas à prova de detonações estáveis depende da probabilidade de ocorrência de eventos adversos (transmissão de chama de uma fonte de ignição), e da extensão das consequências destes eventos (capacidade destrutiva da onda de choque da explosão). A tabela abaixo apresenta a quantidade requerida de medidas independentes de proteção contra a transmissão de chama diante das consequências graves da explosão, conforme a NBR ISO 16852.

Dependendo da classificação de áreas e da probabilidade de presença de fontes de ignição, os corta-chamas podem ser usados em combinação com outras medidas de proteção, por exemplo, os corta-chamas em série, sistemas de inertização, sistemas de controle de concentração, válvulas de isolamento, sensores de temperatura e/ou controle de potenciais fontes de ignição. Caso as misturas inflamáveis sejam processadas durante a operação em grandes volumes e por longos períodos (por exemplo, durante o enchimento de tanques e/ou transferência de vapores a uma unidade de incineração), é necessário prever a formação de combustão contínua no corta-chamas.

Caso os corta-chamas não sejam adequados para combustão contínua, são requeridas medidas adicionais para evitar esta condição. Os corta-chamas são equipamentos que permitem a passagem de misturas gasosas através deles, mas impedem a transmissão de chama, prevenindo uma explosão ou um fogo maior. Existem diversas situações em que se aplicam os corta-chamas.

Os riscos de explosão dependem dos processos de combustão, que são função das condições e estrutura dos ambientes. Os corta-chamas são projetados para processos específicos de combustão. Assim sendo, há uma grande variedade de tipos de corta-chamas (por exemplo, em linha ou fim de linha, para tubulações de grandes e pequenos diâmetros, etc.). Existem alguns possíveis locais típicos de instalação de corta-chamas, por exemplo: tanques de armazenamento; sistemas de processamento; sistema de combustão de vapores, incineradores, tochas (flares); navios, plataformas marítimas (offshore), veículos e sistemas de carregamento; unidades de recuperação de vapores; integrado a bombas, a sopradores e outras máquinas.

Para as condições de operação que levam à combustão estabilizada das misturas diretamente sobre o elemento do corta-chamas, há apenas uma segurança limitada em tempo contra a transmissão de chama. Nesse caso, os corta-chamas em linha devem ser equipados com sensores de temperatura para detectar a chama e disparar medidas para suprimir a combustão estabilizada (por exemplo, funções de emergência, como desligar a unidade de processo, inertização, etc.) na metade do tempo para o qual o dispositivo for resistente à combustão de curta duração.

FONTE: Equipe Target

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