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O projeto dos sistemas de prevenção de deflagração

Como deve ser feita a aceitação do sistema de prevenção? Quais são os requisitos de desempenho do projeto do sistema de prevenção de deflagração? Por que aplicar o treinamento e o retreinamento a todas as pessoas envolvidas? Qual o método de cálculo de contenção de deflagração para dois vasos interligados? Essas e outras questões estão sendo mostradas na série NBR 16978 de 06/2021 - Sistemas de prevenção de deflagração.

07/07/2021 - Equipe Target

Série NBR 16978 de 06/2021 - Sistemas de prevenção de deflagração

A NBR 16978-1 de 06/2021 - Sistemas de prevenção de deflagração - Parte 1: Requisitos gerais especifica os requisitos gerais para projeto, instalação, ensaios, inspeção e manutenção de dispositivos e de sistemas de prevenção de deflagração de gases, vapores e/ou névoas inflamáveis, de pós combustíveis, de misturas híbridas e de seus componentes. A NBR 16978-2 de 06/2021 - Sistemas de prevenção de deflagração - Parte 2: Resistência mecânica - Requisitos especifica os requisitos para o projeto, a instalação, a inspeção e a manutenção de dispositivos e dos sistemas de prevenção pela técnica de resistência mecânica à pressão de deflagração de gases, vapores e/ou névoas inflamáveis, de pós combustíveis, de misturas híbridas e de seus componentes.

A NBR 16978-3 de 06/2021 - Sistemas de prevenção de deflagração - Parte 3: Isolamento - Requisitos especifica os requisitos para projeto, instalação, inspeção e manutenção de dispositivos e de sistemas de prevenção de deflagração por métodos de isolamento de gases, vapores e/ou névoas inflamáveis, de pós combustíveis, de misturas híbridas e de seus componentes. A NBR 16978-4 de 06/2021 - Sistemas de prevenção de deflagração - Parte 4: Supressão - Requisitos especifica os requisitos para projeto, instalação, comissionamento, inspeção e manutenção de dispositivos e de sistemas de prevenção de deflagração pela técnica de supressão aplicada a gases, vapores e/ou névoas inflamáveis, a pó combustíveis, a misturas híbridas e aos seus componentes.

A NBR 16978-5 de 06/2021 - Sistemas de prevenção de deflagração - Parte 5: Detecção e controle de fontes de ignição - Requisitos especifica os requisitos para projeto, instalação, inspeção e manutenção de dispositivos e do sistema de prevenção de deflagração, por métodos de detecção e controle de fontes de ignição, aplicados a gases, vapores e/ou névoas inflamáveis, pós combustíveis e/ou misturas híbridas e seus componentes associados. A NBR 16978-6 de 06/2021 - Sistemas de prevenção de deflagração - Parte 6: Métodos de controle de concentração - Requisitos especifica os requisitos para projeto, instalação, inspeção e manutenção de dispositivos e de sistemas de prevenção de deflagração por métodos de controle de concentração de oxigênio (oxidante) ou de material inflamável, como gases, vapores e/ou névoas inflamáveis, de pós combustíveis em suspensão, de misturas híbridas e de seus componentes, utilizando gases ou pós inertes.

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Como deve ser feita a aceitação do sistema de prevenção?

Quais são os requisitos de desempenho do projeto do sistema de prevenção de deflagração?

Por que aplicar o treinamento e o retreinamento a todas as pessoas envolvidas?

Qual o método de cálculo de contenção de deflagração para dois vasos interligados?

Como deve ser executado a análise de risco do sistema de isolamento de deflagração?

Qual é a função de um sistema de isolamento químico?

Quais são os dispositivos de detecção?

Como devem ser os supressantes e o cilindros de supressão?

Quais devem ser as funcionalidades da central de controle de detecção de faísca e indicadores?

No que consiste um sistema de extinção de faísca?

Os sistemas desenvolvidos de prevenção contra deflagração para projetos, dimensionamentos técnicos, instalações, inspeções e manutenções abrangem os seguintes princípios: a prevenção para evitar formação de atmosferas explosivas; a prevenção para evitar a presença de fontes de ignição; a prevenção de rompimento de equipamentos, tubulações, dutos e edificações; a proteção de pessoas/operadores. Os métodos de prevenção de deflagração apresentados nesta parte 1 são os seguintes: controle da concentração de substância inflamável/combustível; controle da concentração de oxidantes; detecção e controle de fontes de ignição; isolamento da deflagração; supressão da deflagração; e resistência mecânica à pressão de deflagração.

Cada sistema de prevenção de deflagração foi considerado como sendo uma parte desta norma. As premissas de projeto para a seleção e o dimensionamento do sistema de prevenção de deflagrações, conforme a NFPA 69, são: os setores de processo a serem protegidos; o fluxograma de engenharia (desenho dimensional dos equipamentos, instrumentação e intertravamentos de processo); a implantação física da instalação e detalhes; os dados técnicos de processo (pressões, temperaturas, vazões, etc.); a especificação técnica dos equipamentos (resistência mecânica); a ficha de informação de segurança de produtos químicos (FISPQ); as características de explosividade dos produtos manuseados; os ensaios de explosividade dos produtos manuseados, quando necessário; a descrição do processo e das condições de operação (normal, anormal, emergência e fora de operação); a matriz ou descrição de causa e efeito (intertravamentos de processo); a análise de riscos dos cenários de deflagração do processo; o desenho de classificação de área; e os desenhos elétricos e ou unifilares.

O Anexo B apresenta as características de explosividade de uma seleção de pós combustíveis. A tabela abaixo apresenta o modelo de formulário de inspeção anual para sistemas de prevenção contra deflagrações.

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O proprietário ou o gestor da instalação de processo é responsável pela elaboração e revisão do estudo de análise de risco desta instalação. A partir deste estudo de análise dos cenários de deflagração, é definido o sistema de prevenção de deflagração adequado para esta instalação. O fabricante do sistema de prevenção de deflagração é responsável pela elaboração da análise de risco deste sistema.

Deve-se ressaltar que a técnica de resistência mecânica não pode ser utilizada para sistemas que contenham o potencial de detonação. A contenção da pressão de deflagração não pode ser aplicada para sistemas onde dois ou mais equipamentos estiverem conectados por tubulações ou dutos de grande diâmetro, a menos que uma das seguintes condições seja atendida: em tubulações interligadas contendo um sistema de isolamento da deflagração, atendendo às limitações técnicas dos equipamentos da instalação; em tubulações interligadas contendo painéis de alívio de explosão de deflagração, atendendo as limitações técnicas dos equipamentos da instalação; onde os equipamentos interligados são projetados para conter as pressões ocasionadas por efeitos da pré-pressurização (ver Anexo A); se vaso protegido, a montante da tubulação de interligação, houver um sistema de isolamento de deflagração ou um painel de alívio de deflagração.

Caso haja proteção no vaso protegido, o vaso a jusante da tubulação de interligação não precisa de cálculo de resistência mecânica. Igualmente para pressões manométricas iniciais iguais ou superiores a 2 barg somente quando a relação de pressão máxima de deflagração (R) for determinada por ensaio ou por cálculos. A pressão manométrica inicial pode aumentar rapidamente para um potencial de detonação.

Por este motivo recomenda-se efetuar um ensaio com os dados de pressão disponíveis. As limitações das especificações pelo desempenho do equipamento e pelas condições de operação não podem ser excedidas. Essas limitações incluem: as distâncias mínima e máxima de uma barreira da entrada da tubulação ou do duto; as taxas de fluxo do processo; a direção de fluxo; a resistência do fluxo; a detecção menor do que Pest, quando o equipamento estiver protegido por um dispositivo de alívio; e a temperatura e pressão do processo.

Os componentes do sistema de isolamento químico expostos ao ambiente de processo devem ser capazes de resistir à pressão máxima de deflagração esperada. Os requisitos de desempenho do projeto e os documentos do sistema de prevenção de deflagração pelo método de isolamento, conforme a NFPA 69, são apresentados na NBR 16978-1.

O isolamento ativo ou passivo permite a interrupção ou mitigação das fontes de ignição, de pressões que possam ocorrer em vasos e equipamentos que estejam interligados por tubulações ou dutos e/ou equipamentos de transporte de partículas sólidas combustíveis. O isolamento ativo necessita de detecção, de controle e da resposta do sistema eletrônico que aciona a barreira isolante.

O isolamento passivo cria uma barreira isolante que reage à frente da pressão de deflagração. Pode-se dizer que a supressão da deflagração envolve um sistema de alta pressão de extinção de incêndio que detecta e extingue uma deflagração antes da criação de uma pressão com potencial destrutivo.

Os sistemas desenvolvidos de prevenção contra deflagração pelo método de supressão para projetos, dimensionamentos técnicos, instalações, inspeções abrangem os seguintes princípios: a prevenção para evitar a formação de atmosferas explosivas; a prevenção para evitar a presença de fontes de ignição; a proteção das pessoas e/ou dos operadores. Os métodos de prevenção de deflagração por supressão apresentados nesta parte da NBR 16978 são: a detecção da fonte de ignição; e o controle das fontes de ignição.

O sistema de supressão de deflagração pode proteger os sistemas e/ou os equipamentos de: processo, por exemplo, reatores, misturadores, misturadores de pá, pulverizadores, moinhos, secadores, fornos, filtros, peneiras e/ou coletores de pós; o armazenamento, por exemplo, tanques atmosféricos, pressurizados ou de baixa pressão e instalações móveis; o manuseio de produtos combustíveis, por exemplo, transportadores pneumáticos e de parafusos e/ou elevadores de canecas; o laboratório e/ou planta-piloto, incluindo capelas, estufas, células de ensaio e outros equipamentos; e as salas de abastecimento de aerossóis.

O projeto do sistema de supressão deve se basear nos resultados de ensaios técnicos de aplicação efetuados por organização independente. O sistema de supressão a ser instalado no processo deve ser garantido por certificação de organização independente e deve atender à legislação vigente.

O fabricante do sistema de supressão deve fornecer toda a documentação técnica ao gestor da instalação a ser protegida, inclusive os desenhos mecânicos e elétricos, os relatórios dos ensaios e os manuais de operação e de manutenção. Quaisquer mudanças de processo realizadas na instalação existente ou durante a instalação do sistema de supressão devem ser aprovadas pelo fabricante e pelo gestor da instalação, sendo adequadamente documentada.

Os procedimentos de instalação, comissionamento, inspeção, manutenção e limpeza devem estar de acordo com as instruções do fabricante do sistema de supressão, que também deve definir a sua periodicidade. O Anexo A apresenta a sequência de atuação e um modelo de instalação do sistema de supressão.

Os procedimentos de inspeção, manutenção e limpeza devem ser entregues ao proprietário ou ao gestor da instalação de processo, antes da partida do sistema de supressão de deflagração. A responsabilidade pela garantia de execução da inspeção, limpeza e manutenção preventiva é do proprietário ou gestor da instalação.

A frequência de inspeção depende do ambiente e das condições de serviço a que o sistema está exposto. Entretanto, recomenda-se a inspeção trimestral ou logo após eventos naturais (furacões, geadas, etc.) e manutenções ou paradas que possam afetar a confiabilidade de atuação do sistema de supressão.

Os sistemas de detecção de faíscas, de separação de faíscas e de detecção e extinção de faíscas são considerados como um sistema de prevenção de deflagração, por isto são necessárias medidas adicionais para combate a incêndio e de proteção contra explosão. As faíscas podem ocorrer no beneficiamento, processamento e transporte de materiais resultando em incêndios e/ou explosões. Além disso, as faíscas também podem ser originadas por materiais que não pertencem ao processo, como ferramentas, superfícies quentes, calor originado de fricção e superaquecimento.

Desta forma, os equipamentos como silos, filtros (coletores de pó), secadores, moinhos, peneiras, transportadores, lixadeiras e outros equipamentos conectados a transportadores contêm riscos potenciais de incêndio e/ou deflagração e são passíveis de proteção. O fabricante do sistema de detecção e controle de fontes de ignição deve fornecer toda a documentação técnica ao gestor da instalação a ser protegida, inclusive os desenhos mecânicos e elétricos, os relatórios dos ensaios e os manuais de operação e de manutenção.

Quaisquer mudanças de processo realizadas na instalação existente ou durante a instalação do sistema de detecção e controle de fontes de ignição deve ser aprovada pelo fabricante e pelo gestor da instalação, sendo adequadamente documentada. Os métodos de controle de concentração para evitar a deflagração de gases ou vapores inflamáveis e pós combustíveis em suspensão apresentados nesta parte da NBR 16978 são os seguintes: a concentração de oxigênio (oxidante); e a concentração do material inflamável.

Os métodos de controle de concentração de oxigênio ou de material inflamável para evitar a deflagração podem proteger os sistemas e/ou equipamentos de: processo, por exemplo, reatores, misturadores, pulverizadores, moinhos, secadores, fornos, filtros, peneiras, ciclones e/ou coletores de pós; armazenamento, por exemplo, funis de alimentação e silos; manuseio de produtos combustíveis, por exemplo, transportadores pneumáticos e de parafusos e/ou elevadores de canecas; espaços enclausurados ou confinados, por exemplo, salas ou edificações.

A redução da concentração de oxidante (oxigênio), utilizando diluentes inertes, é controlada continuamente por meio de instrumentação adequada para esta finalidade, associada a alarme de segurança de nível baixo de oxigênio para o ser humano. Este método pode ser utilizado para vasos e/ou espaços confinados.

Em espaços confinados ou enclausurados, a ausência de oxigênio é prejudicial para a presença de operadores, e deve ser utilizada conforme as seguintes as condições: a operação controlada remotamente; os operadores devem utilizar de respirador autônomo e outras medidas de segurança, se necessário; a sinalização de segurança, indicando que o equipamento e/ou o local está operando com deficiência de oxigênio.

Em presença de gases ou vapores inflamáveis e pós combustíveis, os diluentes mais comuns são: nitrogênio, dióxido de carbono (CO2), argônio, hélio, gás de combustão e vapor de água. Também podem ser utilizados como diluentes, em presença de pós combustíveis, os pós inertes, sulfato de cálcio (CaSO4), bicarbonato de sódio (NaHCO3) e difosfato de amônia (NH4H2PO4).

FONTE: Equipe Target

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