1 Prevenção contra Explosões e outros Riscos da Operação de Caldeiras e Sistemas de Vapor...

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Prevenção contra Explosões

e outros

Riscos da Operação de Caldeiras

e Sistemas de Vapor

Palmas/PR

2

Luiz Carlos Martinelli Jr.luiz.carlos@martinelli.eng.br

3

1

•Definições

2

•Causas dos Riscos

3

•Prevenção

Prevenção contra Explosõese outros Riscos

4

Expansão violenta ou arrebentação, acompanhada de

estrondo, causada por repentina libertação de energia por

uma reação química muito rápida, por uma reação nuclear

ou pelo escape de gases ou vapores sob grande pressão.

(Michaelis)

Explosão

1• Definições

5

Expansão violenta ou arrebentação, acompanhada de

estrondo, causada por repentina libertação de energia por

uma reação química muito rápida, por uma reação nuclear

ou pelo escape de gases ou vapores sob grande pressão.

(Michaelis)

Explosão

1• Definições

6

Caldeira:Pressão de 10 kgf/cm² (manométrico)

Vapor (saturado) 183 ºC

• 1 kg água líquida (11 kgf/cm²abs) = 1,13 litros• 1 kg água vapor

(01 kgf/cm²abs = P atmosférica) = 2.135,00 litros

Cada 50 kg (66,5 L) de água líquida equivalente a 1 kg de pólvora

(Raul Peragallo Torreira)

1• Definições

1.890 vezes maior

Explosão

Software: CATT2

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1 • Definições

Explosão

8

1 • Definições

Clipping

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1 • Definições

Clipping

10

1 • Definições

Clipping

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1 • Definições

Clipping

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1 • Definições

Clipping

13

1 • Definições

Clipping

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1 • Definições

Clipping

15

1 • Definições

Clipping

16

1 • Definições

Clipping

17

1 • Definições

Clipping

18

1 • Definições

Clipping

19

1 • Definições

Clipping

18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011)Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)

Caldeiras de Recuperação

1 • Definições

Clipping

2009

18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011)Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)

Caldeiras de Recuperação

1 • Definições

Clipping

2010

18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011)Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)

Caldeiras de Recuperação

1 • Definições

Clipping

2011

18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011)Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)

Caldeiras de Recuperação

1 • Definições

ClippingIdade

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2• Causas dos Riscos

- Erro Humano (Operação)- Manutenção incorreta- Materiais (corrosão, etc.)- Procedimentos incorretos- Processo (definição de consumo, etc.)

Causas dos Riscos

25

Rotina

2• Causas dos Riscos

Causas dos Riscos- Erro Humano (Operação)- Manutenção incorreta- Materiais (corrosão, etc.)- Procedimentos incorretos- Processo (definição de consumo, etc.)

26

Rotina

2• Causas dos Riscos

Causas dos Riscos

Treinamento

Inércia

- Erro Humano (Operação)- Manutenção incorreta- Materiais (corrosão, etc.)- Procedimentos incorretos- Processo (definição de consumo, etc.)

27

Rotina

2• Causas dos Riscos

- Erro Humano (Operação)- Manutenção- Material- Procedimento- Processo

Causas dos Riscos

Treinamento

Inércia

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Definição da Física: Inércia

Propriedade que têm os corposde não modificar por si próprios o seu estado

de repouso ou de movimento.

Um automóvel a 120 km ...

- Em uma reta... Sem problemas (fora a multa!)- Em uma curva ???

O que pode acontecer? Por que?

Comparação

2• Causas dos Riscos

Inércia & Rotina

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Definição: Rotina

Hábito de proceder sempre da mesma maneira,sem atender aos progressos.

(Michaelis)

Corre-se o risco de fazer algoapenas por fazer.

Traz desatenção.................................

Comparação

2• Causas dos Riscos

Inércia & Rotina

30

É como dirigir um automóvel:

Pela primeira vez atenção....

Depois que virou rotina ...

(mau) Exemplo para todos...

2• Causas dos Riscos

31

É como dirigir um automóvel:

Pela primeira vez atenção....

Depois que virou rotina ...

É aí que mora o perigo!

(mau) Exemplo para todos...

2• Causas dos Riscos

32

Na operação de caldeiras a inércia e Rotinajuntas são muito perigosas...

“Sempre fiz assim, sempre deu certo!”

“Isso não é verdade...Nunca deu errado!”

“É muito difícil isso acontecer...Comigo nunca aconteceu!”

Inércia & Rotina

2• Causas dos Riscos

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Rotina

2• Causas dos Riscos

Não modifica por si p

róprio

Na operação de caldeiras a inércia e Rotinajuntas são muito perigosas...

“Sempre fiz assim, sempre deu certo!”

“Isso não é verdade...Nunca deu errado!”

“É muito difícil isso acontecer...Comigo nunca aconteceu!”

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A ROTINA muitas vezes é a causa do risco.

- Na operação- Na manutenção- Na análise e tratamento da água- Nos procedimentos de segurança- Nos processos

O que tem que ser feito então?

Rotina

2• Causas dos Riscos

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A ROTINA muitas vezes é a causa do risco.

- Na operação- Na manutenção- Na análise e tratamento da água- Nos procedimentos de segurança- Nos processos

Rotina

2• Causas dos Riscos

Ou é a sogra?

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A ROTINA muitas vezes é a causa do risco.

- Na operação- Na manutenção- Na análise e tratamento da água- Nos procedimentos de segurança- Nos processos

Temos que...

Rotina

Observar a Rotina

2• Causas dos Riscos

Ter consciência que ela existee se atentar a ela

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Riscos originados pela combinação de:

1. Diminuição de resistência do material

2. Diminuição da espessura (chapas, tubos)

3. Aumento da pressão (falhas operacionais ou não)

Riscos na Operação

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

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• Superaquecimento

Modificação da estrutura metalúrgica do material

Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material

2• Causas dos Riscos

Propriedade do material utilizado

2.t

P.rS

OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

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• Superaquecimento (causas)

Material inadequado para funçãoRisco de Fluência e/ou Ruptura

Material defeituosoDupla Laminação:

vazios no interior da chapa

Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

40

• Superaquecimento (causas)

Dimensionamento incorretoErro de projeto ou construção

Queimadores mal posicionadosChamas “lambem” a fornalha

Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

41

• Superaquecimento (causas)

IncrustaçõesDeposição e agregação de sólido ao aço

Ocultamento ou “Hide-out”Cristalização fosfatos dissolvidos sobre os tubos

Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

42

Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material

Fonte: Gyurkovits, J. L.

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

43

• Superaquecimento (causas)

Marcha ForçadaExcesso de fogo na fornalha

Falta de águaAusência de refrigeraçãoTubo exposto a temperaturas 500°C

Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

44

Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material

• Corrosão

• Erosão

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

45

Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material

• Corrosãoperigosa porque:

Pressostatos, válvulas de segurança NÃO detectam

É descoberta apenas por meio de inspeções.

Pode ser: Interna Externa

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

46

Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material

• Corrosão Interna

- Oxidação do Ferro (Fe)Na presença de oxigênio, quelantes

- Corrosão Galvânica Dois metais diferentes em contato na presença de eletrólito (água

de caldeira) formam uma diferença de potencial

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

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Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material

• Corrosão Interna

- Aeração DiferencialCorrosão nos tubos superiores devido à diferença

de concentração de oxigênio na água

- SalinasConcentrações elevadas de cloretos

- Fragilidade CausticaSoda cáustica (hidróxido de sódio) acima de 5%

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

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Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material

• Corrosão Externa

- Temperaturas Altas (> 600°C)Superaquecedores e Ressuperaquecedores Depósitos de Cinzas facilitam o ataque do oxigênio

- Temperaturas Baixas (< 160°C) É consequência do Enxofre no combustível Local da Instalação: umidade

maresiaatmosfera fortemente poluída

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

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Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material

• Erosão

Caldeiras Aquatubulares Sopradores de fuligem desalinhados

incidem seu jato de vapor sobre os tubosem vez de entre eles.

Caldeiras Aquatubulares e FlamotubularesErosão pelo vapor em sedes de vedação de válvulas de segurança

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

50

Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material

Quando Erosão e Corrosão

se associam, os efeitos danosos são muito mais intensos que a soma de cada

um, se agirem isoladamente.

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

51

Riscos na OperaçãoAumento da pressão

• Falhas Operacionais

- Pressostatos Bloqueio da comunicação com caldeira Deterioração do diafragma Colamento dos platinados

- Válvulas SolenóidesQueimam em posição aberta Instalação incorreta

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

52

Riscos na OperaçãoAumento da pressão

• Falhas Operacionais

- Válvulas de Segurança Não abre! “Overpressure” acima do

limite (10%)

- Instrumentos de IndicaçãoManômetro:

descalibrado, quebradoligação com caldeira entupida

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

53

Riscos na OperaçãoFalha Operacional

- Controle de nível não funciona

- Bomba não liga

- Injetor instalado incorretamente

- Falta de treinamento

- Operador com Atividades paralelas fora do ambiente

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

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Riscos na Operação

Caso verídico (Santa Rosa /RS)Caldeira flamotubular horizontal, lenha

7 kgf/cm², 3.000 kg/h

Operador do turno da noite:

- “brincadeira” com colega do turno do dia

- fecha a válvula de controle de nívelsem avisar

- vai para casa e se esquece ...

Rotina

2• Causas dos Riscos

55

Riscos na Operação

Caso verídico (Santa Rosa /RS)Caldeira flamotubular horizontal, lenha

7 kgf/cm², 3.000 kg/h

Operador do turno do dia:

- não seguiu os procedimentos (rotina)- coloca lenha na fornalha manter a

pressão na linha de vapor- falhou sistema de bombeamento

(triste coincidência)- baixa o nível de água na caldeira- visor de nível NÃO indica- caldeira chega ao limite!- parada total... Quem é o responsável!

Rotina

2• Causas dos Riscos

56

Pontos de Manutenção:

• Contatos elétricos

• Sensores (pressostatos, eletrodos, termômetros)

Manutenção

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

57

Pontos de Manutenção:

• Bomba d’água sentido rotação (circuito trifásicos)

• Célula fotoelétricaqueimadores

• Válvulas de Segurançadesgaste da sede (base) da válvula

• Manômetrocalibração

Manutenção

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

58

A água é classificada:

• segundo seus constituintes • caracterizada conforme os teores de:

- Dureza- Alcalinidade- Salinidade- Sílica- Turbidez- Gases dissolvidos

Análise e Tratamento da Água

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

59

Tratamento não adequado da águapode causar:

- Corrosãodiversas formas

- Depósitos / Incrustações / “Hideout”

Análise e Tratamento da Água

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

3 Passos/RS

60

Pergunta:

Já solicitaram o exame da água poroutra empresa?

É bom (por mais que seja contratual)averiguar a qualidade do serviço

Análise e Tratamento da Água

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

3 Passos/RS

61

- Gasta-se em motivação

• Pôsteres• Folders• Placas

mas...

Procedimentos

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

62

Na segurança... nem tanto

Onde estão apresentados os procedimentos da caldeira?

2• Causas dos Riscos

Procedimentos

OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

63

Os Procedimentos estão...

2• Causas dos Riscos

Procedimentos

OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

64

Os Procedimentos estão aqui...

2• Causas dos Riscos

Procedimentos

OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

65

os Procedimentos estão aqui ?

2• Causas dos Riscos

Por que

Rotina...

O operador já sabe tudo!Não precisa olhar sempre!

Mas...E se ele sofrer algo e

ficar impossibilitado?

Há outra pessoa treinada?

66

Processos da empresa demandam vapor.

Erros de demanda no projeto provocam:

Sub ou Superdimensionamento do sistema de vapor

Qual o pior?Quais as consequências?

Arraste da água na linha, manutenção maior, etc... Válvula de segurança abrindo com frequência...

Processos

2• Causas dos Riscos Operação

ManutençãoTratamento da água

ProcedimentosProcessos

67

Prevenção

3• Prevenção

Operação da Caldeira

Identificação- Identificar as Válvulas com Números ou Cores

segundo procedimentos de parada

- Identificação do Limite de Operaçãono Visor de Nível

Comandos eletrônicos podem falhar...

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Manômetro:Indicação de pressão máximaTrocar Manômetro para escala condizente com uso

Prevenção

3• Prevenção

Operação da Caldeira

69

Procedimentos com identificação

• Fotos

• Imagens

Poster grande e visível no ambiente

Prevenção

3• Prevenção

Procedimentos dePartida/Parada

70

Contatos dos Eletrodos:

IdentificaçãoLimpeza de contatosVerificar medidas de cada um

Prevenção

3• Prevenção

Manutenção da Caldeira

71

Bombas

- Proteção contra inversão de sentido de rotação(troca de fases)

- Manutenção periódica preventiva

Prevenção

3• Prevenção

Manutenção da Caldeira

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Prevenção

3• Prevenção

Tratamento adequado da água

Análise com empresa de confiança

Comparação com resultados de outra empresa?• É interessante!• Evita surpresas.• Pode confirmar os resultados da empresa ou não.

Água na temperatura correta (se possível 80°C)

Análise e Tratamento da Água1 ano

73

Prevenção

3• Prevenção

Análise e Tratamento da Água

74

Prevenção

3• Prevenção

Análise e Tratamento da Água

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Prevenção

3• Prevenção

Análise e Tratamento da Água

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- NR-13

13.3.5 Operador deve possuir certificado de “Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras” e comprovação de estágio prático

13.3.11 A reciclagem de operadores deve serpermanente

Prevenção

3• Prevenção

Treinamento do Operador

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Luiz Carlos Martinelli Jr.luiz.carlos@martinelli.eng.br

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