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Álvaro Neto Araújo Cordeiro
São Luís
2005
0
SISTEMA DE ALÍVIO DE PRESSÃO UTILIZADO EM VASOS DE PRESSÃO E
CALDEIRAS NA ÁREA DA REFINARIA – ALUMAR
Álvaro Neto Araújo Cordeiro
SISTEMA DE ALÍVIO DE PRESSÃO UTILIZADO EM VASOS DE PRESSÃO E
CALDEIRAS NA ÁREA DA REFINARIA – ALUMAR
Monografia de conclusão de curso
apresentada à Universidade Estadual do
Maranhão – UEMA, como requisito parcial
para obtenção do grau de Bacharel em
Engenharia Mecânica.
Orientador: Professor Engº Mecânico Valdirson Pereira Mendes
São Luís
2005
1
Universidade Estadual do Maranhão
Centro de Ciências Tecnológicas
Curso de Engenharia Mecânica
Álvaro Neto Araújo CordeiroSistema de Alívio de Pressão utilizado em Vasos de Pressão e Caldeiras na Área
da Refinaria – ALUMAR.
São Luís, 2005.
BANCA EXAMINADORA
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
2
Prof. Dr. Waldemir Silva de Lima
Engenheiro Mecânico
Engª kleverlene Figueiredo da Silva
Engenheira Mecânica Sênior
Prof. Valdirson Pereira Mendes (orientador)
Engenheiro Mecânico
À minha avó, Teresinha, pela
dedicação e amor incondicionais.
3
AGRADECIMENTOS
Primeiro a Deus, pelo dom da existência e da esperança;
Aos meus pais, Rosa Maria e Valdionor Cordeiro, por me darem a base da
educação que tenho hoje e por me orientarem sempre a seguir o caminho do bem;
Á minha irmã Ana Karine Araújo Cordeiro, por representar em minha vida a
expressão da honestidade, da paciência e da compreensão;
Aos meus amigos, em especial “Os Guerreiros” - Jean Paul e Raimundo
Nonato (Rái) e à “Panela” - Marone “Cagueta”, Márcio “Pitoco”, Géliton “Mosquito”,
Eduardo “Montanha" e Sérgio “Brabão” que compartilharam comigo momentos de
felicidade e companheirismo nos instantes em que mais necessitei;
Aos engenheiros, técnicos e estagiários da Refinaria da ALUMAR que
contribuíram maciçamente em dados e materiais de pesquisa;
Aos Engenheiros Mecânicos Kleverlene Silva e Valdirson Pereira, pelas
orientações, fundamentais na elaboração deste trabalho;
A Profª. Letícia Gonçalves, pelo incentivo, apoio e orientação na normalização
do trabalho;
Aos amigos da UEMA, funcionários e a todos os meus professores, pela
ajuda e amizade no decorrer da minha estada nesta instituição;
A todos aqueles que contribuíram, direta ou indiretamente, para a realização
deste trabalho.
4
“O único lugar onde o sucesso vem
antes do trabalho é no dicionário”.
Albert Einstein
5
RESUMO
O desenvolvimento deste trabalho analisou reparos de componentes e
manutenção nas válvulas de alívio e segurança disponíveis na literatura técnica, e
principalmente a importância na calibração dessas válvulas utilizada pelas empresas
em geral obtendo como resultado um avanço na eficiência dos seus equipamentos,
tomando como exemplo os vasos de pressão e as caldeiras. A necessidade de obter
dispositivos de segurança regulados na pressão estipulada para ajuste e o
seguimento das normas NR-13 para montagem, calibração e manutenção,
garantindo uma vida útil do equipamento adequada com seu período de manutenção
estabelecendo uma relação entre a aplicação dos métodos de Alívio de Pressão
utilizados pela empresa pesquisada e os métodos propostos em análise
bibliográfica.
Palavras-chave: Válvulas de Segurança e Alívio de Pressão, Norma
Regulamentadora NR-13, Caldeiras e Vasos de Pressão.
6
ABSTRACT
The development of this work analyzed repairs of components and
maintenance in the valves of available relief and security in literature technique, and
mainly the importance in the calibration of these valves used by the companies in
general getting as resulted an advance in the efficiency of its equipment, taking as
example the vases of pressure and the boilers. The necessity to get devices of
security regulated in the pressure stipulated for adjustment and the pursuing of the
NR-13 norms for assembly, calibration and maintenance, guaranteeing a useful life
of the equipment adjusted with its period of maintenance establishing a relation
enters the application of the methods of Relief of Pressure used by the searched
company and the considered methods in bibliographical analysis.
Word-key: Pressure Relief and Safety Valves, Regulation Norm NR-13, Boilers and
Pressure Vessel.
7
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................. 11
LISTA DE QUADROS ............................................................................................................... 13
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 14
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................................ 14
3. NORMA REGULAMENTADORA NR-13 .......................................................................... 16
3.1. Caldeiras à Vapor – Disposições Gerais ............................................................. 16
3.2. Classificação de Caldeiras .................................................................................. 18
3.3. Instalação de Caldeiras à Vapor .......................................................................... 18
3.4. Segurança na Operação de Caldeiras ................................................................ 20
3.5. Segurança na Manutenção de Caldeiras ............................................................ 22
3.6. Inspeção de Segurança de Caldeiras .................................................................. 23
3.7. Vasos de Pressão – Disposições Gerais ............................................................. 27
3.8. Instalação de Vasos de Pressão ......................................................................... 29
3.9. Segurança na Operação de Vasos de Pressão .................................................. 30
3.10. Segurança na Manutenção de Vasos de Pressão .............................................. 32
3.11. Inspeção de Segurança de Vasos de Pressão .................................................... 33
4. FUNICIONAMENTO, CARACTERÍSTICAS E USOS ...................................................... 36
4.1. Funcionamento das Válvulas de Segurança e Alívio de Pressão ....................... 36
4.2. Válvulas de Alívio ................................................................................................ 38
4.3. Válvulas de Segurança ........................................................................................ 39
4.4. Válvulas de Segurança e Alívio ........................................................................... 42
4.4.1. Válvulas de Segurança e Alívio Convencionais ...................................... 42
4.4.2. Válvulas de Segurança e Alívio Balanceadas ........................................ 44
4.5. Válvulas de Segurança e Alívio com Anel “O” ..................................................... 45
5. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ...................................................................................... 46
6. DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO ................................................................................ 48
7. INSTALAÇÃO ................................................................................................................... 49
7.1. Instalação de Discos de Ruptura em Combinação com Válvulas de Segurança 50
8. INSPEÇÃO ....................................................................................................................... 50
8
8.1. Freqüência de Inspeção ...................................................................................... 51
8.2. Inspeção Interna .................................................................................................. 51
8.3. Inspeção Externa ................................................................................................. 53
9. MANUTENÇÃO ................................................................................................................ 54
10. CAUSAS DE MAU FUNCIONAMENTO ........................................................................... 57
11. HISTÓRICO – CONSÓRCIO DE ALUMÍNIO DO MARANHÃO ....................................... 58
11.1. Descrição da Empresa ........................................................................................ 58
12. ESTUDO DE CASO ......................................................................................................... 60
12.1. Área 030: Digestão .............................................................................................. 61
12.2. Licor Usado .......................................................................................................... 62
12.3. Pasta de Bauxita .................................................................................................. 62
12.4. Calor .................................................................................................................... 62
12.5. Digestores ............................................................................................................ 63
12.6. Aquecedores Tubulares ....................................................................................... 65
12.7. Remoção dos Não-Condensáveis ....................................................................... 66
12.8. Sistema de Alívio de Pressão .............................................................................. 66
12.8.1. P.L.C (Programable Logic Control) ....................................................... 67
12.9. Alguns Cuidados com Válvulas de Segurança .................................................... 67
12.10. Válvulas CROSBY – Topo dos Digestores .......................................................... 69
12.11.Manutenção Autônoma na Bancada para Teste de Válvulas de Segurança e Alívio .................................................................................................................... 71
12.11.1. Armazenamento .................................................................................... 72
12.11.2. Desmontagem ....................................................................................... 72
12.11.3. Limpeza ................................................................................................ 74
12.11.4. Peritagem .............................................................................................. 74
12.11.5. Montagem ............................................................................................. 75
12.11.6. Inspeção ............................................................................................... 75
12.11.7. Ajuste de Pressão ................................................................................. 76
12.11.8. Ajuste do Diferencial de Alívio .............................................................. 76
12.11.9. Vazamentos .......................................................................................... 77
13. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................. 78
9
14. DEFINIÇÕES E TERMINOLOGIA .................................................................................... 79
15. REFERÊNCIAS ................................................................................................................ 82
16. ANEXOS ........................................................................................................................... 83
10
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 01 -Placa de identificação em Caldeiras ................................................ 17
FIGURA 02 -Painel de Controle em Sala de Caldeiras ........................................ 21
FIGURA 03 -Placa de identificação em Vasos ..................................................... 28
FIGURA 04 -Componentes Internos de uma Válvula de Segurança e Alívio de
Pressão ............................................................................................ 38
FIGURA 05 -Curva de Funcionamento de uma Válvula de Segurança e Alívio .. 38
FIGURA 06 -Válvula de Alívio .............................................................................. 40
FIGURA 07 -Válvula de Segurança ...................................................................... 41
FIGURA 08 -Válvula de Segurança no Momento de Abertura ............................. 42
FIGURA 09 -Válvula de Segurança no Momento de Fechamento ....................... 43
FIGURA 10 -Válvula de Segurança e Alívio Convencional .................................. 44
FIGURA 11 -Componentes de uma Válvula de Segurança ................................. 44
FIGURA 12 -Válvula de Segurança e Alívio Balanceada ..................................... 46
FIGURA 13 -Válvula de Segurança e Alívio com Anel “O” ................................... 47
FIGURA 14 -Especificação de Materiais dos Componentes de uma Válvula de
Segurança e Alívio ........................................................................... 48
FIGURA 15 -Via de Acesso para a Alumar .......................................................... 59
11
FIGURA 16 -Tanques de Armazenamento de Alumina ....................................... 60
FIGURA 17 -Detalhes do Alumínio em sua Fase Final ........................................ 61
FIGURA 18 -Processo de Produção de Alumínio e Alumina ............................... 61
FIGURA 19 -Prédio da Digestão .......................................................................... 62
FIGURA 20 -Fluxograma do Prédio 030 .............................................................. 63
FIGURA 21 -Misturador Estático (ME) e Digestores (RE) .................................... 65
FIGURA 22 -Aquecedor de Contato (TE) e Tanque de Emergência ................... 65
FIGURA 23 -Esboço dos Flashs eBlow-Offs ........................................................ 67
FIGURA 24 -Tanques De Alívio de Pressão ........................................................ 68
FIGURA 25 -20/01/2004 – Argélia – Skikda Refinaria de Petróleo – 32 mortos .. 69
FIGURA 26 -09/12/2000 – Cingapura – Refinaria de Petróleo – Exxon – 02
mortos .............................................................................................. 69
FIGURA 27 -04/03/1998 – Louisiana – Sonat Exploration Company– 04 mortos 69
FIGURA 28 -30/03/2005 – Texas – Refinaria de Petróleo – 14 mortos ............... 69
FIGURA 29 -Válvulas de Segurança Utilizada no Topo dos Digestores .............. 72
FIGURA 30 -Alavanca do Garfo ........................................................................... 74
FIGURA 31 -Detalhe da Contra Porca ................................................................. 74
12
FIGURA 32 -Porca de Ajuste ............................................................................... 75
FIGURA 33 -Anel de Regulagem ......................................................................... 75
FIGURA 34 -Componentes da Válvula de Segurança ......................................... 76
13
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1 - Tabela de Inspeção em Vasos de Pressão que não
possuem "Serviço Próprio de Inspeção de
Equipamentos" ............................
35
QUADRO 2 - Tabela de Inspeção em Vasos de Pressão que possuem
"Serviço Próprio de Inspeção de
Equipamentos" ..........................................
35
QUADRO 3 - Limites de Pressão e Temperatura para Utilização de
Assentos
Resilientes .......................................................................................
47
QUADRO 4 - Seleção da Área
Efetiva ..................................................................
49
QUADRO 5 - Tabela que se aplica a válvula de segurança de vasos de
pressão
57
QUADRO 6 - Tabela que se Aplica a Válvulas de Segurança em
Caldeiras a
Vapor ...............................................................................................
57
14
1. INTRODUÇÃO
As unidades industriais de processo, como por exemplo plantas de produção
de produtos químicos, refinarias de petróleo e alumina, plantas petroquímicas, bem
como sistemas de geração de vapor, estão sujeitas a elevações anormais de
pressão em equipamentos e tubulações, devidas a reações químicas, bloqueio
indevido na descarga de bombas ou compressores, falhas nos sistemas de
utilidades, fogo externamente aos equipamentos, etc. Essas elevações de pressão
eventualmente não são controladas pelos meios normais de controle e podem
causar danos às instalações e pessoas. Para protegê-los são empregados
dispositivos que aliviam os excessos de pressão, acionados automaticamente pela
própria pressão que atua nos equipamentos. Os mais utilizados são os discos de
ruptura e as válvulas de segurança e alívio de pressão.
Este trabalho mostra um breve comparativo entre as válvulas de segurança e
alívio de pressão caracterizadas e diferenciadas em livros e informes divulgados por
fornecedores e fabricantes, tipos de válvulas mais empregadas nas empresas que
utilizam equipamentos sob pressão, materiais dos componentes internos específicos
para cada tipo de fluido empregado nos equipamentos a qual essas válvulas irão
agir de forma a proteger sistema de pressão e a aplicação correta da válvula no
campo bem como sua movimentação para manutenção, montagem e calibração na
Célula de Válvulas de Processo localizada em oficina Central, da empresa em
questão.
O Ministério do trabalho mantém em seu site a Norma responsável pelos
equipamentos que trabalham sob pressão estabelecendo algumas regras
importantes para as empresas que trabalham com este tipo de equipamento.
Vejamos a seguir o conteúdo da Norma Regulamentadora NR-13.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Para iniciar o estudo sobre Sistema de Alívio de Pressão, torna-se necessário
entender o por quê da relevância na manutenção dessas válvulas através de
inspeções periódicas nas mesmas. Fernando Teixeira Gazini ressalta a influência
direta dessas inspeções quando afirma que:
15
“Em função de sua grande responsabilidade as válvulas de alívio de pressão devem periodicamente passar por inspeções e manutenções preventivas. Deve ser estabelecido um intervalo de tempo entre inspeções que varia de válvula para válvula em função do desempenho da válvula naquele serviço particular”.(Inspeção de Válvulas de Segurança, 1992, p. 28).
Para Luiz Antônio Moschini de Souza destaca-se a importância da
regulamentação de segurança aplicável a equipamentos industriais, particularmente,
caldeiras e vasos de pressão que sofreu profunda revisão no período de 1994 a
1995 e teve como alavanca principal a comunidade técnica, que passou a ser
envolvida em ações civis e criminais decorrentes de acidentes e que passou a se
conscientizar dos riscos da inexistência de Regulamentação ou existência de
regulamentação inexeqüível.
A ANSI-NB-23 – National Board Inspection Code - NBIC – 1989 diz em seu
código que:
“O objetivo do NBIC é manter a integridade de caldeiras e vasos de pressão depois que entrarem em serviço, fornecendo regras e orientações para inspeção após instalação, reparos, modificações e repotencialização e desta forma contribuir para que estes equipamentos possam continuar sendo usados com segurança.”
A ASME VII – Recomended Guidelines for the Care of Power Boilers –
1992, recomenda em suas normas que:
“O principal objetivo das inspeções é proteção contra perdas devidas a condições operacionais inseguras provocadas por falta de teste de dispositivos de segurança e danos devidos a corrosão, erosão, pites, etc.”
O Institute of Petroleum (England) Code of Safe Practice – Part 12
Pressure Vessel Examination tem como missão “Assegurar que o equipamento
permanece em condição satisfatória para operação contínua consistentemente com
requisitos básicos de segurança, atendimento a exigências normativas, e operação
econômica até o próximo exame.”
O IBP – Guia de Inspeção de Equipamentos Nº 01 – Atribuições tem como
missão “Verificar as condições físicas dos equipamentos e instalações, por meio de
inspeções periódicas a fim de assegurar-se que os mesmos estão em condições de
16
funcionar dentro dos limites de segurança compatíveis com a sua função pelo prazo
previsto.”
3. NORMA REGULAMENTADORA NR-13
A Norma Regulamentadora NR-13, aprovada pela portaria nº 23 de 26/04/95,
tem como objetivo estabelecer normas, regulamentos, critérios de classificação de
vasos e caldeiras bem como suas categorias.
A NR-13 comenta, especificamente, sobre vasos de pressão e caldeiras.
Segundo a norma, caldeiras são equipamentos destinados a produzir e acumular
vapor sob pressão superior a atmosférica utilizando qualquer fonte de energia,
excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades de
processo e vasos de pressão são equipamentos que contêm fluidos sob pressão
interna ou externa, cujo produto PxV seja superior a 8, onde: P (Pressão) medido em
KPa e V (volume) medido em m³.
Para efeito da NR, considera-se "Profissional Habilitado" aquele que tem
competência legal para o exercício da profissão de engenheiro nas atividades
referentes a projeto de construção, acompanhamento de operação e manutenção,
inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras e vasos de pressão, em
conformidade com a regulamentação profissional vigente nos País.
Pressão Máxima de Trabalho Permitida - PMTP ou Pressão Máxima de
Trabalho Admissível - PMTA é o maior valor de pressão compatível com o código de
projeto, a resistência dos materiais utilizados, as dimensões do equipamento e seus
parâmetros operacionais.
3.1. Caldeiras a Vapor – Disposições Gerais
Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens:
a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou
inferior a PMTA;
b) instrumento que indique a pressão do vapor acumulado;
c) injetor ou outro meio de alimentação de água, independente do sistema
principal, em caldeiras à combustível sólido;
17
d) sistema de drenagem rápida de água, em caldeiras de recuperação de álcalis;
e) sistema de indicação para controle do nível de água ou outro sistema que
evite o superaquecimento por alimentação deficiente.
Toda caldeira deve ter afixado em seu corpo, em local de fácil acesso e bem
visível, placa de identificação indelével com, no mínimo, as seguintes informações:
a) fabricante;
b) número de ordem dado pelo fabricante da caldeira;
c) ano de fabricação;
d) pressão máxima de trabalho admissível;
e) pressão de teste hidrostático;
f) capacidade de produção de vapor;
g) área da superfície de aquecimento;
h) código de projeto e ano de edição.
Além da placa de identificação devem constar, em local visível, a categoria da
caldeira e seu número ou código de identificação. Toda caldeira deve possuir no
estabelecimento onde estiver instalada, a seguinte documentação, devidamente
atualizada:
a) "Prontuário da Caldeira", contendo as seguintes informações:
Código de projeto e ano de edição;
Especificação dos materiais;
18
Figura 01. Placa de identificação em Caldeiras.
Procedimentos utilizados na fabricação, montagem, inspeção final e
determinação da PMTA;
Conjunto de desenhos e demais dados necessários para o
monitoramento da vida útil da caldeira;
Características funcionais;
Dados dos dispositivos de segurança;
Ano de fabricação;
Categoria da caldeira.
b) "Registro de Segurança";
c) "Projeto de Instalação";
d) ”Projetos de Alteração ou Reparo";
e) "Relatórios de Inspeção”.
Quando inexistente ou extraviado, o “Prontuário da Caldeira" deve ser
reconstituído pelo proprietário, com responsabilidade técnica do fabricante ou de
"Profissional Habilitado", sendo imprescindível a reconstituição das características
funcionais, dos dados dos dispositivos de segurança e dos procedimentos para
determinação da PMTA.
Quando a caldeira for vendida ou transferida de estabelecimento, os
documentos mencionados nas alíneas “a”, “d” e “e” devem acompanhá-la.
O proprietário da caldeira deverá apresentar, quando exigido pela autoridade
competente do Órgão Regional do Ministério do Trabalho, toda a documentação já
mencionada.
O "Registro de Segurança" deve ser constituído de livro próprio, com páginas
numeradas, ou outro sistema equivalente onde serão registradas:
a) todas as ocorrências importantes capazes de influir nas condições de
segurança da caldeira;
b) as ocorrências de inspeções de segurança periódicas e extraordinárias
19
devendo constar o nome legível e assinatura de "Profissional Habilitado", e de
operador de caldeira presente na ocasião da inspeção.
c) caso a caldeira venha a ser considerada inadequada para uso, o “Registro de
Segurança” deve conter tal informação e receber encerramento formal.
d) a documentação deve estar sempre à disposição para consulta dos
operadores, do pessoal de manutenção, de inspeção e das representações
dos trabalhadores e do empregador na Comissão Interna de Prevenção de
Acidentes - CIPA, devendo o proprietário assegurar pleno acesso a essa
documentação.
3.2. Classificação de Caldeiras
Para verificar se a caldeira se enquadra na NR–13, classificamos em 3
categorias conforme segue:
a) caldeiras da categoria "A" são aquelas cuja pressão de operação é igual ou
superior a 1960 kPa (19,98 Kgf/cm²);
b) caldeiras categoria "C" são aquelas cuja pressão de operação é igual ou
inferior a 588 kPa (5,99 Kgf/cm²) e o volume interno é igual ou inferior a 100
litros;
c) caldeiras categoria "B" são todas as caldeiras que não se enquadram nas
categorias anteriores.
OBS: o critério adotado pela NR para a classificação de caldeiras, leva em
conta a pressão de operação e o volume interno da caldeira. Esse conceito, também
é adotado por outras normas internacionais. Dessa forma, quanto maior a energia,
maiores serão os riscos envolvidos.
3.3. Instalação de Caldeiras a Vapor
O “Projeto de Instalação” de caldeiras a vapor, no que concerne ao
atendimento desta NR, é de responsabilidade de "Profissional Habilitado", e deve
obedecer aos aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas Normas
Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis. As caldeiras de
qualquer estabelecimento devem ser instaladas em "Casa de Caldeiras" ou em local
específico para tal fim, denominado "Área de Caldeiras". Quando a caldeira for
20
instalada em ambiente aberto, a “Área de Caldeiras” deve satisfazer os seguintes
requisitos:
a) estar afastada de, no mínimo 3 (três) metros de:
outras instalações do estabelecimento;
de depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para
partida com até 2.000 (dois mil) litros de capacidade;
do limite de propriedade de terceiros;
do limite com as vias públicas.
b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente
desobstruídas e dispostas em direções distintas;
c) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção da
caldeira, sendo que, para guarda-corpos vazados, os vãos devem ter
dimensões que impeçam a queda de pessoas;
d) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado,
provenientes da combustão, para fora da área de operação, atendendo às
normas ambientais vigentes;
e) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes;
f) ter sistema de iluminação de emergência caso operar a noite.
Quando a caldeira estiver instalada em ambiente confinado, a “Casa de
Caldeiras” deve satisfazer os seguintes requisitos :
a) constituir prédio separado, construído de material resistente ao fogo, podendo
ter apenas uma parede adjacente à outras instalações do estabelecimento,
porém com as outras paredes afastadas de, no mínimo 3 (três) metros de
outras instalações, do limite de propriedade de terceiros, do limite com as vias
públicas e de depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para
partida com até 2000 (dois mil) litros de capacidade;
b) dispor de pelo menos, 2 (duas) saídas amplas, permanentemente
desobstruídas e dispostas em direções distintas;
21
c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não possam ser
bloqueadas;
d) dispor de sensor para detecção de vazamento de gás quando se tratar de
caldeira a combustível gasoso;
e) não ser utilizada para qualquer outra finalidade;
f) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção da
caldeira, sendo que, para guarda - corpos vazados, os vãos devem ter
dimensões que impeçam a queda de pessoas;
g) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado,
provenientes da combustão, para fora da área de operação, atendendo às
normas ambientais vigentes;
h) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes e ter sistema de
iluminação de emergência.
Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto nos dois últimos
parágrafos acima citados, deverá ser elaborado "Projeto Alternativo de Instalação",
com medidas complementares de segurança que permitam a atenuação dos riscos.
O "Projeto Alternativo de Instalação" deve ser apresentado pelo proprietário da
caldeira para obtenção de acordo com a representação sindical da categoria
profissional predominante no estabelecimento. Quando não houver acordo conforme
previsto, a intermediação do órgão regional do MT (Ministério do Trabalho), poderá
ser solicitada por qualquer uma das partes e, persistindo o impasse, a decisão
caberá a esse órgão.
22
3.4. Segurança na
Operação de Caldeiras
Toda caldeira deve possuir "Manual de Operação“ atualizado, em língua
portuguesa, em local de fácil acesso aos operadores, contendo no mínimo:
a) procedimentos de partidas e paradas;
b) procedimentos e parâmetros operacionais de rotina;
c) procedimentos para situações de emergência;
d) procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio
ambiente.
Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos calibrados e em
boas condições operacionais, constituindo condição de risco grave e iminente o
emprego de artifícios que neutralizem sistemas de controle e segurança da caldeira.
A qualidade da água deve ser controlada e tratamentos devem ser implementados,
quando necessários, para compatibilizar suas propriedades físico-químicas com os
parâmetros de operação da caldeira. Toda caldeira a vapor deve estar
obrigatoriamente sob operação e controle de operador de caldeira, sendo que o não
atendimento a esta exigência caracteriza condição de risco grave e iminente. Para
efeito da NR será considerado operador de caldeira aquele que satisfizer pelo
menos uma das seguintes condições:
a) possuir certificado de “Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras”,
conforme Anexo A, e comprovação de estágio prático;
b) possuir certificado de “Treinamento de Segurança para Operação de
Caldeiras” previsto na NR 13 aprovada pela portaria 02/84 de 08/05/84;
c) possuir comprovação de pelo menos 3 (três) anos de experiência nessa
atividade.
O pré-requisito mínimo para participação, como aluno, no ”Treinamento de
Segurança na Operação de Caldeiras”, conforme citado no Anexo A, é o atestado de
23
Figura 02. Painel de Controle em Sala de Caldeiras.
conclusão do 1° grau. O “Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras” ,
conforme Anexo A, deve obrigatoriamente:
a) ser supervisionado tecnicamente por "Profissional Habilitado";
b) ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim;
c) obedecer, no mínimo, ao currículo proposto no Anexo I-A desta NR.
Os responsáveis pela promoção do “Treinamento de Segurança na Operação
de Caldeiras”, conforme Anexo A, estarão sujeitos ao impedimento de ministrar
novos cursos, bem como a outras sanções legais cabíveis. Todo operador de
caldeira deve cumprir um estágio prático, na operação da própria caldeira que irá
operar, o qual deverá ser supervisionado, documentado e ter duração mínima de:
a) caldeiras categoria “A”: 80 ( oitenta) horas;
b) caldeiras categoria “B”: 60 (sessenta) horas;
c) caldeiras categoria “C”: 40 (quarenta) horas.
O estabelecimento onde for realizado o estágio prático supervisionado deve
informar previamente à representação sindical da categoria profissional
predominante no estabelecimento:
a) período de realização do estágio;
b) entidade, empresa ou profissional responsável pelo “Treinamento de
Segurança na Operação de Caldeiras”, conforme Anexo A;
c) relação dos participantes do estágio.
A reciclagem de operadores deve ser permanente, por meio de constantes
informações das condições físicas e operacionais dos equipamentos, atualização
técnica, informações de segurança, participação em cursos, palestras e eventos
pertinentes. Constitui condição de risco grave e iminente a operação de qualquer
caldeira em condições diferentes das previstas no projeto original, sem que:
a) seja reprojetada levando em consideração todas as variáveis envolvidas na
nova condição de operação;
24
b) sejam adotados todos os procedimentos de segurança decorrentes de sua
nova classificação no que se refere a instalação, operação, manutenção e
inspeção.
3.5. Segurança na Manutenção de Caldeiras
Todos os reparos ou alterações em caldeiras devem respeitar o respectivo
código do projeto de construção e as prescrições do fabricante no que se refere a:
a) materiais;
b) procedimentos de execução;
c) procedimentos de controle de qualidade;
d) qualificação e certificação de pessoal.
Quando não for conhecido o código do projeto de construção, deve ser
respeitada a concepção original da caldeira, com procedimento de controle do maior
rigor prescrito nos códigos pertinentes. Nas caldeiras de categorias “A” e “B”, a
critério do "Profissional Habilitado, podem ser utilizadas tecnologias de cálculo ou
procedimentos mais avançados, em substituição aos previstos pelos códigos de
projeto”. “Projetos de Alteração ou Reparo“ devem ser concebidos previamente nas
seguintes situações: sempre que as condições de projeto forem modificadas e
sempre que forem realizados reparos que possam comprometer a segurança.
O “Projeto de Alteração ou Reparo” deve:
a) ser concebido ou aprovado por "Profissional Habilitado";
b) determinar materiais, procedimentos de execução, controle de qualidade e
qualificação de pessoal.
Todas as intervenções que exijam mandrilamento ou soldagem em partes que
operem sob pressão devem ser seguidas de teste hidrostático, com características
definidas pelo "Profissional Habilitado". Os sistemas de controle e segurança da
caldeira devem ser submetidos à manutenção preventiva ou preditiva.
3.6. Inspeção de Segurança de Caldeiras
As caldeiras devem ser submetidas a inspeções de segurança inicial,
25
periódica e extraordinária sendo considerado condição de risco grave e iminente o
não atendimento aos prazos estabelecidos na NR. A inspeção de segurança inicial
deve ser feita em caldeiras novas, antes da entrada em funcionamento, no local de
operação, devendo compreender exame interno e externo, teste hidrostático e de
acumulação. A inspeção de segurança periódica, constituída por exame interno e
externo, deve ser executada nos seguintes prazos máximos:
a) 12 (doze) meses para caldeiras das categorias "A”, “B" e “C";
b) 12 (doze) meses para caldeiras de recuperação de álcalis de qualquer
categoria;
c) 24 (vinte e quatro) meses para caldeiras da categoria “A”, desde que aos 12
(doze) meses sejam testadas as pressões de abertura das válvulas de
segurança;
d) 40 (quarenta) meses para caldeiras especiais.
Estabelecimentos que possuam “Serviço Próprio de Inspeção de
Equipamentos”, conforme estabelecido no Anexo C, podem estender os períodos
entre inspeções de segurança, respeitando os seguintes prazos máximos:
a) 18 (dezoito) meses para caldeiras das categorias "B" e "C";
b) 30 ( trinta) meses para caldeiras da categoria "A".
As caldeiras que operam de forma contínua e que utilizam gases ou resíduos
das unidades de processo, como combustível principal para aproveitamento de calor
ou para fins de controle ambiental, podem ser consideradas especiais quando todas
as condições seguintes forem satisfeitas:
a) estiverem instaladas em estabelecimentos que possuam "Serviço Próprio de
Inspeção de Equipamentos" citado no Anexo C;
b) tenham testados a cada 12 (doze) meses o sistema de intertravamento e a
pressão de abertura de cada válvula de segurança;
c) não apresentem variações inesperadas na temperatura de saída dos gases e
do vapor, durante a operação;
26
d) exista análise e controle periódico da qualidade da água;
e) exista controle de deterioração dos materiais que compõem as principais
partes da caldeira;
f) seja homologada como classe especial mediante: - acordo entre a
representação sindical da categoria profissional predominante no
estabelecimento e o empregador; - intermediação do órgão regional do MT,
solicitada por qualquer uma das partes, quando não houver acordo; - decisão
do órgão regional do MT quando, persistir o impasse.
Ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua inspeção subseqüente,
as caldeiras devem ser submetidas a rigorosa avaliação de integridade para
determinar a sua vida remanescente e novos prazos máximos para inspeção, caso
ainda estejam em condições de uso. Nos estabelecimentos que possuam “Serviço
Próprio de Inspeção de Equipamentos” citado no Anexo C, o limite de 25 (vinte e
cinco) anos pode ser alterado em função do acompanhamento das condições da
caldeira, efetuado pelo referido órgão. As válvulas de segurança instaladas em
caldeiras devem ser inspecionadas periodicamente conforme segue:
a) pelo menos uma vez por mês, mediante acionamento manual da alavanca,
em operação, para caldeiras das categorias "B" e "C";
b) desmontando, inspecionando e testando, em bancada, as válvulas flangeadas
e, no campo, as válvulas soldadas, recalibrando-as numa freqüência
compatível com a experiência operacional da mesma, porém respeitando-se
como limite máximo o período de inspeção estabelecido no subitem 13.5.3 ou
13.5.4, se aplicável, para caldeiras de categorias "A" e "B".
Adicionalmente aos testes prescritos no subitem 13.5.7 as válvulas de
segurança instaladas em caldeiras deverão ser submetidas a testes de acumulação,
nas seguintes oportunidades:
a) na inspeção inicial da caldeira;
b) quando forem modificadas ou tiverem sofrido reformas significativas;
c) quando houver modificação nos parâmetros operacionais da caldeira ou
27
variação na PMTA;
d) quando houver modificação na sua tubulação de admissão ou descarga.
A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas seguintes
oportunidades:
a) sempre que a caldeira for danificada por acidente ou outra ocorrência capaz
de comprometer sua segurança;
b) quando a caldeira for submetida a alteração ou reparo importante capaz de
alterar suas condições de segurança;
c) antes da caldeira ser recolocada em funcionamento, quando permanecer
inativa por mais de 6 (seis) meses;
d) quando houver mudança de local de instalação da caldeira.
A inspeção de segurança deve ser realizada por "Profissional Habilitado", ou
por “Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos”, citado no Anexo C.
Inspecionada a caldeira, deve ser emitido “Relatório de Inspeção”, que passa a fazer
parte da sua documentação. Uma cópia do “Relatório de Inspeção” deve ser
encaminhada pelo "Profissional Habilitado", citado no subitem 13.1.2, num prazo
máximo de 30 (trinta) dias a contar do término da inspeção, à representação sindical
da categoria profissional predominante no estabelecimento. O “Relatório de
Inspeção”, mencionado no subitem 13.5.11, deve conter no mínimo:
a) dados constantes na placa de identificação da caldeira;
b) categoria da caldeira;
c) tipo da caldeira;
d) tipo de inspeção executada;
e) data de início e término da inspeção;
f) descrição das inspeções e testes executados;
g) resultado das inspeções e providências;
h) relação dos itens desta NR ou de outras exigências legais que não estão
28
sendo atendidas;
i) conclusões;
j) recomendações e providências necessárias;
k) data prevista para a nova inspeção da caldeira;
l) nome legível, assinatura e número do registro no conselho profissional do
"Profissional Habilitado", e nome legível e assinatura de técnicos que
participaram da inspeção.
Sempre que os resultados da inspeção determinarem alterações dos dados
da placa de identificação, a mesma deve ser atualizada.
3.7. Vasos de Pressão - Disposições Gerais
Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens:
a) válvula ou outro dispositivo de segurança com pressão de abertura ajustada
em valor igual ou inferior a PMTA, instalada diretamente no vaso ou no
sistema que o inclui;
b) dispositivo de segurança contra bloqueio inadvertido da válvula quando esta
não estiver instalada diretamente no vaso;
c) instrumento que indique a pressão de operação.
Todo vaso de pressão deve ter afixado em seu corpo, em local de fácil acesso
e bem visível, placa de identificação indelével com, no mínimo, as seguintes
informações:
a) fabricante;
b) número de identificação;
c) ano de fabricação;
d) pressão máxima de trabalho admissível;
e) pressão de teste hidrostático;
f) código de projeto e ano de edição.
29
Além da placa de identificação, deverão constar em local visível, a categoria
do vaso, conforme Anexo D, e seu número ou código de identificação. Todo vaso de
pressão deve possuir, no estabelecimento onde estiver instalado, a seguinte
documentação devidamente atualizada:
a) “Prontuário do Vaso de Pressão”, a ser fornecido pelo fabricante, contendo as
seguintes informações:
código de projeto e ano de edição;
especificação dos materiais;
procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final e
determinação da PMTA;
conjunto de desenhos e demais dados necessários para o
monitoramento da sua vida útil;
características funcionais;
dados dos dispositivos de segurança;
ano de fabricação;
categoria do vaso.
b) “Registro de Segurança";
c) "Projeto de Instalação”;
30
Figura 03. Placa de identificação em Vasos.
d) “Projetos de Alteração ou Reparo”;
e) "Relatórios de Inspeção".
Quando inexistente ou extraviado, o "Prontuário do Vaso de Pressão" deve
ser reconstituído pelo proprietário, com responsabilidade técnica do fabricante ou de
"Profissional Habilitado", sendo imprescindível a reconstituição das características
funcionais, dos dados dos dispositivos de segurança e dos procedimentos para
determinação da PMTA. O proprietário de vaso de pressão deverá apresentar,
quando exigido pela autoridade competente do Órgão Regional do Ministério do
Trabalho. ”Registro de Segurança" deve ser constituído por livro de páginas
numeradas, pastas ou sistema informatizado ou não, com confiabilidade equivalente,
onde serão registradas:
a) todas as ocorrências importantes capazes de influir nas condições de
segurança dos vasos;
b) as ocorrências de inspeção de segurança.
A documentação já referida deve estar sempre à disposição para consulta dos
operadores, do pessoal de manutenção, de inspeção e das representações dos
trabalhadores e do empregador na Comissão Interna de Prevenção de Acidentes -
CIPA, devendo o proprietário assegurar pleno acesso a essa documentação,
inclusive à representação sindical da categoria profissional predominante no
estabelecimento, quando formalmente solicitado.
3.8. Instalação de Vasos de Pressão
Todo vaso de pressão deve ser instalado de modo que todos os drenos,
respiros, bocas de visita e indicadores de nível, pressão e temperatura, quando
existentes, sejam facilmente acessíveis. Quando os vasos de pressão forem
instalados em ambientes confinados, a instalação deve satisfazer os seguintes
requisitos:
a) dispor de pelo menos duas saídas amplas, permanentemente desobstruídas
e dispostas em direções distintas;
b) dispor de acesso fácil e seguro para as atividades de manutenção, operação
31
e inspeção, sendo que, para guarda-corpos vazados, os vãos devem ter
dimensões que impeçam a queda de pessoas;
c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não possam ser
bloqueadas;
d) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes;
e) possuir sistema de iluminação de emergência.
Quando o vaso de pressão for instalado em ambiente aberto a instalação
deve satisfazer as alíneas "a", "b", "d" e “e”. Quando o estabelecimento não puder
atender o "Projeto Alternativo de Instalação" com medidas complementares de
segurança que permitam a atenuação dos riscos. O "Projeto Alternativo de
Instalação" deve ser apresentado pelo proprietário do vaso de pressão para
obtenção de acordo com a representação sindical da categoria profissional
predominante no estabelecimento. Quando não houver acordo, a intermediação do
órgão regional do MT, poderá ser solicitada por qualquer uma das partes e,
persistindo o impasse, a decisão caberá a esse órgão. A autoria do “Projeto de
Instalação” de vasos de pressão enquadrados nas categorias "I", "II" e "III", conforme
Anexo D, no que concerne ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de
"Profissional Habilitado" e deve obedecer aos aspectos de segurança, saúde e meio
ambiente previstos nas Normas Regulamentadoras, convenções e disposições
legais aplicáveis. O “Projeto de Instalação” deve conter pelo menos a planta baixa
do estabelecimento, com o posicionamento e a categoria de cada vaso e das
instalações de segurança.
3.9. Segurança na Operação de Vasos de Pressão
Todo vaso de pressão enquadrado nas categorias "I" ou "II" deve possuir
manual de operação próprio ou instruções de operação contidas no manual de
operação da unidade onde estiver instalado, em língua portuguesa e de fácil acesso
aos operadores, contendo no mínimo:
a) procedimentos de partidas e paradas;
b) procedimentos e parâmetros operacionais de rotina;
32
c) procedimentos para situações de emergência;
d) procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio
ambiente.
Os instrumentos e controles de vasos de pressão devem ser mantidos
calibrados e em boas condições operacionais. Constitui condição de risco grave e
iminente o emprego de artifícios que neutralizem seus sistemas de controle e
segurança. A operação de unidades que possuam vasos de pressão de categorias
"I” ou "II" deve ser efetuada por profissional com “Treinamento de Segurança na
Operação de Unidades de Processo”, conforme Anexo B, sendo que o não
atendimento a esta exigência caracteriza condição de risco grave e iminente. Para
efeito da NR será considerado profissional com “Treinamento de Segurança na
Operação de Unidades de Processo", conforme Anexo B, aquele que satisfizer uma
das seguintes condições:
a) possuir certificado de "Treinamento de Segurança na Operação de Unidades
de Processo", conforme Anexo B, expedido por instituição competente para o
treinamento;
b) possuir experiência comprovada na operação de vasos de pressão das
categorias "I" ou "II" de pelo menos 2 (dois) anos antes da vigência da NR.
O pré-requisito mínimo para participação, como aluno, no "Treinamento de
Segurança na Operação de Unidades de Processo", conforme Anexo B, é o
atestado de conclusão do 1° grau. O “Treinamento de Segurança na Operação de
Unidades de Processo” , conforme Anexo B, deve obrigatoriamente:
a) ser supervisionado tecnicamente por "Profissional Habilitado";
b) ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim;
c) obedecer, no mínimo, ao currículo proposto no Anexo I-B, desta NR.
Os responsáveis pela promoção do “Treinamento de Segurança na Operação
de Unidades de Processo” , conforme Anexo B, estarão sujeitos ao impedimento de
ministrar novos cursos, bem como a outras sanções legais cabíveis. Todo
profissional com “Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de
33
Processo”, conforme Anexo B, deve cumprir estágio prático, supervisionado, na
operação de vasos de pressão com as seguintes durações mínimas:
a) 300 (trezentas) horas para vasos de categorias "I" ou "II";
b) 100 (cem) horas para vasos de categorias "III", "IV" ou "V".
O estabelecimento onde for realizado o estágio prático supervisionado deve
informar previamente à representação sindical da categoria profissional
predominante no estabelecimento:
período de realização do estágio;
entidade, empresa ou profissional responsável pelo “Treinamento de Segurança na
Operação de Unidades de Processo”, conforme Anexo B;
relação dos participantes do estágio.
A reciclagem de operadores deve ser permanente por meio de constantes
informações das condições físicas e operacionais dos equipamentos, atualização
técnica, informações de segurança, participação em cursos, palestras e eventos
pertinentes. Constitui condição de risco grave e iminente a operação de qualquer
vaso de pressão em condições diferentes das previstas no projeto original, sem que:
a) seja reprojetado levando em consideração todas as variáveis envolvidas na
nova condição de operação;
b) sejam adotados todos os procedimentos de segurança decorrentes de sua
nova classificação no que se refere a instalação, operação, manutenção e
inspeção.
3.10. Segurança na Manutenção de Vasos de Pressão
Todos os reparos ou alterações em vasos de pressão devem respeitar o
respectivo código de projeto de construção e as prescrições do fabricante no que se
refere a:
a) materiais;
b) procedimentos de execução;
34
c) procedimentos de controle de qualidade;
d) qualificação e certificação de pessoal.
Quando não for conhecido o código do projeto de construção, deverá ser
respeitada a concepção original do vaso, empregando-se procedimentos de controle
do maior rigor, prescritos pelos códigos pertinentes. A critério do "Profissional
Habilitado", podem ser utilizadas tecnologias de cálculo ou procedimentos mais
avançados, em substituição aos previstos pelos códigos de projeto. “Projetos de
Alteração ou Reparo” devem ser concebidos previamente nas seguintes situações:
sempre que as condições de projeto forem modificadas;
sempre que forem realizados reparos que possam comprometer a segurança.
O “Projeto de Alteração ou Reparo” deve:
a) ser concebido ou aprovado por "Profissional Habilitado";
b) determinar materiais, procedimentos de execução, controle de qualidade e
qualificação de pessoal;
c) ser divulgado para funcionários do estabelecimento que possam estar
envolvidos com o equipamento.
Todas as intervenções que exijam soldagem em partes que operem sob
pressão devem ser seguidas de teste hidrostático, com características definidas pelo
"Profissional Habilitado". Pequenas intervenções superficiais podem ter o teste
hidrostático dispensado, à critério do “Profissional Habilitado”. Os sistemas de
controle e segurança dos vasos de pressão devem ser submetidos à manutenção
preventiva ou preditiva.
3.11. Inspeção de Segurança de Vasos de Pressão
Os vasos de pressão devem ser submetidos a inspeções de segurança inicial,
periódica e extraordinária. A inspeção de segurança inicial deve ser feita em vasos
novos, antes de sua entrada em funcionamento, no local definitivo de instalação,
devendo compreender exame externo, interno e teste hidrostático. A inspeção de
segurança periódica, constituída por exame externo, interno e teste hidrostático,
35
deve obedecer aos seguintes prazos máximos estabelecidos a seguir:
CATEGORIA DO VASO
EXAME EXTERNO
EXAME INTERNO
TESTE HIDROSTÁTICO
I 1 Ano 3 Anos 6 Anos
II 2 Anos 4 Anos 8 Anos
III 3 Anos 6 Anos 12 Anos
IV 4 Anos 8 Anos 16 Anos
V 5 Anos 10 Anos 20 Anos
Quadro 01. Tabela de Inspeção em Vasos de Pressão que não possuem "Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos"
CATEGORIA DO VASO
EXAME EXTERNO
EXAME INTERNO
TESTE HIDROSTÁTICO
I 3 Anos 6 Anos 12 Anos
II 4 Anos 8 Anos 16 Anos
III 5 Anos 10 Anos a critério
IV 6 Anos 12 Anos a critério
V 7 Anos a critério a critério
Quadro 02. Tabela de Inspeção em Vasos de Pressão que possuem "Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos"
Vasos de pressão que não permitam o exame interno ou externo por
impossibilidade física devem ser alternativamente submetidos a teste hidrostático.
Vasos com enchimento interno ou com catalisador podem ter a periodicidade de
exame interno ou de teste hidrostático ampliada, de forma a coincidir com a época
da substituição de enchimentos ou de catalisador, desde que esta ampliação não
ultrapasse 20% do prazo estabelecido pela NR. Vasos com revestimento interno
higroscópico devem ser testados hidrostaticamente antes da aplicação do mesmo,
sendo os testes subseqüentes substituídos por técnicas alternativas. Quando for
tecnicamente inviável e mediante anotação no “Registro de Segurança” pelo
"Profissional Habilitado", o teste hidrostático pode ser substituído por outra técnica
de ensaio não-destrutivo ou inspeção que permita obter segurança equivalente.
Considera-se como razões técnicas que inviabilizam o teste hidrostático:
36
a) resistência estrutural da fundação ou da sustentação do vaso incompatível
com o peso da água que seria usada no teste;
b) efeito prejudicial do fluido de teste a elementos internos do vaso;
c) impossibilidade técnica de purga e secagem do sistema;
d) existência de revestimento interno;
e) influência prejudicial do teste sobre defeitos sub-críticos.
Vasos com temperatura de operação inferior a 0°C e que operem em
condições nas quais a experiência mostra que não ocorre deterioração, ficam
dispensados do teste hidrostático periódico, sendo obrigatório exame interno a cada
20 (vinte) anos e exame externo a cada 2 (dois) anos. Quando não houver outra
alternativa, o teste pneumático pode ser executado, desde que supervisionado pelo
"Profissional Habilitado", cercado de cuidados especiais, por tratar-se de atividade
de alto risco. As válvulas de segurança dos vasos de pressão devem ser
desmontadas, inspecionadas e recalibradas por ocasião do exame interno periódico.
A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas seguintes
oportunidades:
a) sempre que o vaso for danificado por acidente ou outra ocorrência que
comprometa sua segurança;
b) quando o vaso for submetido a reparo ou alterações importantes, capazes de
alterar sua condição de segurança;
c) antes do vaso ser recolocado em funcionamento, quando permanecer inativo
por mais de 12 (doze) meses;
d) quando houver alteração de local de instalação do vaso.
A inspeção de segurança deve ser realizada por "Profissional Habilitado", ou
por “Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos”, conforme citado no Anexo C.
Após a inspeção do vaso deve ser emitido “Relatório de Inspeção”, que passa a
fazer parte da sua documentação. O “Relatório de Inspeção” deve conter no mínimo:
a) identificação do vaso de pressão;
37
b) fluidos de serviço e categoria do vaso de pressão;
c) tipo do vaso de pressão;
d) data de início e término da inspeção;
e) tipo de inspeção executada;
f) descrição dos exames e testes executados;
g) resultado das inspeções e intervenções executadas;
h) conclusões;
i) recomendações e providências necessárias;
j) data prevista para a próxima inspeção;
k) nome legível, assinatura e número do registro no conselho profissional do
"Profissional Habilitado" e nome legível e assinatura de técnicos que
participaram da inspeção.
Sempre que os resultados da inspeção determinarem alterações dos dados
da placa de identificação, a mesma deve ser atualizada.
4. FUNCIONAMENTO, CARACTERÍSTICAS E USOS
4.1. Funcionamento das Válvulas de Segurança e Alívio de Pressão
A válvula de segurança e alívio de pressão, normalmente denominada válvula
de segurança, é um dispositivo automático movimentado por mola, mais indicado
para descargas não muito grandes e fluidos pouco corrosivos, e que proporciona
uma boa vedação quando a pressão volta ao normal. São largamente utilizadas nas
indústrias químicas de processo e nas centrais de geração de vapor constituído por
um disco de ruptura, um diafragma fino (geralmente metálico) colocado entre flanges
e projetado para romper a uma pressão pré-determinada. São utilizados quando se
necessita de descargas grandes e abruptas, e também para fluidos corrosivos, e tem
a desvantagem de não manter vedação uma vez cessada a elevação anormal de
pressão. Em alguns casos são colocados antes das válvulas de segurança para
protegê-las contra corrosão.
38
O funcionamento das válvulas de segurança se baseia no equilíbrio entre a
força da mola que empurra o disco de vedação contra o bocal e pressão do fluido
aplicada contra o disco de vedação. Em condições normais a força da mola é
superior à ação da pressão contra o disco, e a válvula se mantém fechada. Quando
a pressão no equipamento ultrapassa a pressão de operação e atinge a pressão de
abertura há um equilíbrio entre a força da mola e a pressão atuante sob o disco, e a
válvula inicia sua abertura. O disco é deslocado para cima, permitindo o fluxo pelo
bocal, através das sedes do disco e do bocal e daí para a descarga da válvula.
O aumento na pressão do equipamento, além da pressão de abertura, causa
a elevação do disco até que este atinja o curso máximo. A válvula deve ter uma área
de passagem suficiente para aliviar todo o fluxo e evitar aumento na pressão acima
dos valores estabelecidos em projeto. Após a descarga e aliviado o excesso de
pressão, haverá fechamento quando a força da mola equilibrar a pressão atuando
na área do disco. A força da mola, e em conseqüência a pressão de abertura, é
regulada pelo parafuso de regulagem da mola. Como essa força é constante, e a
área de atuação da pressão depois da abertura é maior do que antes da abertura, a
pressão de fechamento é conseqüentemente menor que a pressão de abertura,
como mostra figura seguinte.
39
Figura 04. Componentes Internos de uma Válvula de Segurança e Alívio de Pressão
1- PONTO DE ABERTURA2- PONTO DE FECHAMENTOPRESSÃO DE ABERTURA = PRESSÃO DE PROJETO DO EQUIPAMENTO
4.2. Válvulas de Alívio
As válvulas de alívio são utilizadas para líquidos. A abertura inicial é
ocasionada pela pressão do líquido sob o disco superando a força da mola que
mantinha a válvula fechada. À medida que a pressão aumenta além da pressão de
abertura o disco se eleva da sede, permitindo um aumento de vazão através da
válvula. As válvulas operando com líquido requerem 25% de sobrepressão para
alcançar o curso máximo, em serviço normal (tubulações, bombas, etc.). Para uso
em vasos de pressão a sobrepressão é de 10%. O diferencial de alívio (diferença
percentual entre pressão de abertura e de fechamento) é da ordem de 15% para a
maioria das válvulas.
As válvulas de alívio têm castelo fechado e normalmente apresentam-se
pressurizadas no lado da descarga, isto é, não descarregam para a atmosfera e sim
para um sistema fechado. A pressão existente à jusante da válvula é denominada
contrapressão. A contrapressão atua no mesmo sentido da força da mola, e nas
válvulas de alívio geralmente é fixa, de modo que na calibração em oficina desconta-
se o valor da contrapressão para ajustar a pressão de abertura. Se a contrapressão
for variável estas válvulas não devem ser usadas.
As válvulas de alívio geralmente são de entrada, para facilitar o escoamento e
evitar o desenvolvimento de contrapressão quando a válvula está descarregando. As
conexões normalmente são roscadas, e eventualmente flangeadas.
Aplicações: As válvulas de alívio são usadas basicamente em sistemas onde
seja necessário avaliar produtos líquidos. São usadas freqüentemente na descarga
de bombas e para alívio térmico de tubulações bloqueadas nas duas extremidades.
40
Figura05. Curva de Funcionamento de uma Válvula de Segurança e Alívio.
4.3. Válvulas de Segurança
São dispositivos usados somente para gases e vapor, projetados para dar
uma abertura rápida e total com pequena sobrepressão. Quando uma válvula está
fechada durante operação normal, a pressão atuando contra o disco (área A na
figura05 pág26) é neutralizada pela força da mola. Quando o valor da pressão
multiplicado pela área sob o disco se aproxima da força aplicada pela mola a válvula
começa a apresentar um pequeno vazamento, que pode ser audível. Quando este
vazamento aumenta por efeito da elevação da pressão no equipamento, haverá um
pequeno escapamento entre as superfícies de assentamento para a “câmara de
confinamento” (“huddling chamber”), formada pelo suporte do disco, bocal e anel de
fechamento. O gás que vaza pelas sedes de assentamento se expande nesta
câmara e exerce uma pressão secundária na área inferior do suporte do disco. No
instante da abertura a soma da pressão atuando contra o disco com a pressão
secundária atuando sob o suporte do disco supera em muito a força da mola e a
válvula abre num estalo (“pop”). A pressão nesse instante é denominada Pressão de
Abertura.
41
Figura06. Válvula de Alívio.
No “pop” a válvula atinge cerca de 70% da abertura máxima. A vazão é
restringida pela abertura entre o bocal e o disco até que a sede do disco tenha se
elevado da sede do bocal de aproximadamente 1/4 do diâmetro do bocal. Após o
disco ter atingido esse grau de elevação a vazão passa a ser controlada apenas
pela área do bocal. Esta condição de curso máximo pode ser obtida com 3% de
sobrepressão (caldeira) ou 10% de sobrepressão (vasos), dependendo do projeto da
válvula.
Estando a válvula aberta e a pressão no equipamento diminuindo, o
fechamento só vai ocorrer quando a força da mola sobrepujar a pressão atuando
nas áreas do disco e do suporte do disco.
A pressão de fechamento vai depender da posição do anel de descarga,
porque este altera as restrições oferecidas pelo anel de regulagem e suporte do
disco e conseqüentemente as pressões criadas na câmara de confinamento. Como
as restrições para anel alto são maiores (Ps1 > Ps2), elevando-se o anel de
descarga diminui-se a pressão de fechamento e vice-versa.
A pressão de fechamento é cerca de 5 a 7% menor que a pressão de
abertura (vasos de pressão). Em caldeiras admite-se um diferencial máximo de 4%.
42
Figura07. Válvula de Segurança.
Um fluxo mínimo de 25 a 30% da capacidade de descarga é necessário para
manter a válvula aberta. Um fluxo menor vai provocar uma condição de rápidas e
sucessivas aberturas e fechamentos (“chattering”, batimentos), que danifica as
sedes de assentamento.
Para uso em caldeiras algumas válvulas de segurança têm dois anéis de
fechamento. O posicionamento do anel inferior na posição mais alta proporciona
uma abertura bem definida (“pop” claro e bem audível). No ajuste da pressão de
fechamento o anel inferior proporciona maior variação, e portanto é regulado
primeiro; o anel superior permite um ajuste mais preciso sendo portanto regulado por
último.
As válvulas de segurança normalmente apresentam a mola de acionamento
aparente, embora possa apresentá-la inserida dentro do castelo. Tendo em vista a
possibilidade de vazamentos entre as superfícies de assentamento e entre a haste
de acionamento e a superfície de guia, a mola aparente apresenta-se melhor
protegida do contato com o fluido a aliviar, portanto menos sujeita à ação da
temperatura, embora fique submetida a uma maior ação do meio ambiente.
As válvulas de segurança não são normalmente utilizadas em sistemas onde
haja contrapressão, isto é, sua descarga ocorre normalmente para a atmosfera.
Geralmente são fornecidas com dispositivo de acionamento manual, que
dependendo das condições de serviço deverão ser acionadas periodicamente para
garantir liberdade de funcionamento das partes móveis. As conexões de entrada e
43
Figura08. Válvula de Segurança no Momento de Abertura.
Pv
B
A
saída são flangeadas, mas em válvulas pequenas podem ser roscadas. Na posição
inferior do corpo existe um furo roscado que permite a drenagem de fluidos que
passam pelas sedes de assentamento e condensam no lado da descarga.
Aplicações: As válvulas de segurança normalmente são usadas em caldeiras
de geração de vapor e em serviços gerais de ar e vapor d’água.
Anel Alto – Pressão de Fechamento Menor
Anel Baixo – Pressão de Fechamento Maior
4.4. Válvula de Segurança e Alívio
Podem operar tanto como válvulas de alívio quanto como válvulas de
segurança, dependendo da aplicação. A descarga das válvulas de alívio é feita
diretamente para atmosfera quando os fluidos não são tóxicos ou inflamáveis, por
exemplo, ar comprimido, água, vapor, etc. Quando os fluidos são tóxicos ou
inflamáveis é necessário conectar a descarga da válvula a um sistema fechado.
Nestes casos a pressão atuante na descarga da válvula, denominada
contrapressão, irá afetar o seu comportamento.
Normalmente o castelo é aberto para a descarga da válvula, e a
contrapressão atua na face superior do disco, agindo no mesmo sentido da força da
mola, aumentando portanto a pressão de abertura.
4.4.1. Válvulas de Segurança e Alívio Convencionais
As válvulas de segurança e alívio convencionais são afetadas pelo efeito da
contrapressão. Se a contrapressão é constante, pode ser levada em conta no ajuste
da pressão de abertura. Ao se calibrar a válvula na Oficina deve-se descontar o
44
Figura09. Válvula de Segurança no Momento de Fechamento.
B
A
valor da contrapressão. Uma válvula ajustada para abrir no campo com 20 Kgf/cm² e
sujeita a 2 Kgf/cm² de contrapressão deve portanto ser calibrada na Oficina com 18
Kgf/cm².
Em poucos casos a contrapressão não é constante. Um exemplo comum
ocorre quando várias válvulas descarregam em um mesmo coletor. Quando a
variação na contrapressão é superior a 10% da pressão de abertura não se podem
utilizar válvulas convencionais.
Nas válvulas de segurança e alívio que operam com gases deve-se ajustar o
anel de regulagem para pressão de fechamento. Quando operam com líquidos o
anel de regulagem não se presta ao ajuste de pressão de fechamento porque
líquidos não tem efeito expansivo. Neste caso, deve ser colocado na posição inferior
para não reduzir a descarga da válvula.
As válvulas de segurança e alívio geralmente são de bocal integral: o bocal é
rosqueado na parte inferior do corpo e se projeta para fora. Existem válvulas de
construção denominada semi-bocal, onde o bocal é rosqueado na parte média do
corpo. Nestas válvulas há risco de vazamento através da rosca e também pelas
sedes de assentamento devido a desalinhamento do bocal provocado por tensões
no lado da descarga da válvula.
45
Figura10. Válvula de Segurança e Alívio Convencional.
As válvulas
flangeadas tem suas dimensões externas padronizadas pela norma API Std.526, de
modo que as válvulas de fabricantes diferentes podem ser utilizadas indistintamente
nas mesmas instalações. Esta norma estabelece também os orifícios padronizados
para passagem de fluxo.
Quando a contrapressão desenvolvida (contrapressão criada pela própria
abertura da válvula) é superior a 10% da pressão de abertura estas válvulas não
podem ser usadas porque a capacidade de descarga fica sensivelmente reduzida.
Também não devem ser usadas quando o fluido é muito corrosivo.
4.4.2. Válvulas de Segurança e Alívio Balanceadas
São válvulas projetadas de tal modo que a contrapressão tem muito pouca
influência na pressão de abertura. Estas válvulas são de dois tipos: balanceadas
com pistão e balanceadas com fole. No tipo com pistão, a área da face superior do
disco, exposta à contrapressão, é igual a da face inferior de modo que o efeito da
contrapressão se neutraliza. Como o castelo é aberto para a atmosfera, a face do
topo do pistão, que tem a mesma área que o bocal, está sujeita à pressão
atmosférica e portanto não afeta a abertura. No tipo com fole a área superior do
disco, que tem a mesma dimensão da área do bocal, não sofre ação da
contrapressão pois fica protegida pelo fole. A área superior do disco externa ao fole
é igual à área inferior do disco externa ao bocal, assim não existem forças
desbalanceadas sob qualquer contrapressão. O fole isola também do castelo o fluido
de serviço, o que torna este tipo de válvula indicada para trabalho com fluido
corrosivo.
A válvula balanceada com fole torna possível a descarga em coletores de
pressão alta e variável. A abertura do castelo deve ser suficientemente grande para
garantir que o castelo não seja pressurizado durante a descarga da válvula. Quando
46
Figura11. Componentes de uma Válvula de Segurança.
há risco de contaminação em caso de ruptura ou furo no fole, deve-se conectar ao
castelo uma tubulação que transporte os fluidos para local seguro.
Válvulas balanceadas com fole podem ser utilizadas para valores de
contrapressão desenvolvida de até 50% da pressão de abertura. Acima desse valor
a válvula não vai manter a capacidade de descarga projetada.
As válvulas de segurança e alívio balanceadas podem ser utilizadas para
alívio de líquidos ou gases tóxicos, inflamáveis ou corrosivos onde a contrapressão
do sistema seja constante ou variável. As válvulas balanceadas com fole são
especialmente efetivas no alívio de produtos considerados corrosivos ou tóxicos
porque, pelas suas características construtivas, impedem a passagem destes fluidos
através das superfícies das partes móveis evitando não só o emperramento destas
partes em função da formação de produtos de corrosão, como também o seu
possível escapamento para o meio ambiente. Válvulas que trabalham com fluidos
perigosos devem ter tubulações de pequeno diâmetro conectadas ao furo do castelo
e ventadas para local seguro. Nunca se deve pluguear o furo do castelo, porque isso
pode alterar a pressão de abertura.
4.5. Válvulas de Segurança e Alívio com Anel “O”
47
Figura12 Válvula de Segurança e Alívio Balanceada.
Fole
São válvulas de segurança e alívio convencionais ou balanceadas, similares
em todos os aspectos à estas válvulas, exceto que os discos são projetados para
acomodar algum tipo de anel macio e resiliente, de modo a obter-se uma maior
estanqueidade do que a encontrada nos sistemas convencionais de vedação. Os
materiais utilizados na vedação são geralmente: Viton, Buna-N, Slicone e Kalrez.
MaterialPressão de Ajuste (Bar G) Temperatura (°C)
Mínima Máxima Mínima Máxima
Silicone 1,00 104,00 -46 +240
Buna N 1,00 104,00 -46 +100
Viton 1,00 104,00 -18 +240
Etileno Propileno 1,00 104,00 -46 +120
PTFE 6,90 104,00 -46 +240
Estas válvulas proporcionam alta vedação e devem ser utilizadas quando há
risco de vazamento entre as superfícies de assentamento da válvula devido a danos
nas sedes: quando a pressão de operação está próxima da pressão de abertura; na
descarga de compressores que causam ondas de pressão; em operação com fluidos
leves como hidrogênio.
5. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
O disco e o bocal são as partes constantemente submetidas à pressão e aos
fluidos corrosivos e devem, portanto resistir a essas condições. Geralmente
especifica-se aços inoxidáveis para o disco e o bocal. Quando a válvula trabalha
com fluidos muito corrosivos as partes internas expostas a\o fluido, ou mesmo toda a
48
Figura13 Válvula de Segurança e Alívio com Anel “O”.
Quadro 03: Limites de Pressão e Temperatura para Utilização de Assentos Resilientes.
válvula, devem ser de materiais resistentes, como inox AISI 316, Monel, Hastelloy,
etc.
Os foles, nas válvulas de segurança e alívio balanceadas, são normalmente
de AISI 316 L. Nas válvulas construídas inteiramente em ligas especiais, como
Monel, os foles também são desses materiais especiais.
As molas são de aço carbono, para serviço abaixo de 230°C, e de aço ao
Tungstênio (8,75 a 9,75 %W) para temperaturas acima de 230°C. As molas são
normalmente revestidas em cádmio, níquel ou alumínio. Para serviço corrosivo usa-
se aços inoxidáveis e eventualmente são fabricadas molas em ligas especiais como
Inconel ou Hastelloy. Para baixas temperaturas usam-se molas de AISI 304.
Nas válvulas piloto operadas o corpo da válvula principal é de aço carbono, as
partes internas menores são de aço inoxidável e as maiores (como o pistão) são de
carbono revestido, geralmente com níquel. A válvula piloto normalmente é fabricada
totalmente em aço inoxidável.
Para trabalho em baixa temperatura as partes da válvula submetidas a
tensões, como o corpo, devem ser de materiais resistentes ao impacto.
Normalmente utilizam-se aços inoxidáveis.
O projetista deve se preocupar em especificar tanto os materiais que estarão
em contato com o processo quanto os que estão em contato com o sistema de
descarga. Mesmo com a válvula fechada pode-se ter sérios problemas de corrosão
no lado de descarga da válvula.
Os fabricantes estabelecem materiais padronizados, que satisfazem uma
grande porcentagem das aplicações, e então poucas partes necessitam ser
mudadas para adaptar a válvula ao serviço corrosivo.
49
6.
DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO
Quando se dimensiona um dispositivo de segurança, o que se procura
determinar é a área de passagem por onde vai escoar o fluido que está submetido a
excesso de pressão. Para estabelecer o tamanho do orifício de passagem, o
projetista deve primeiramente determinar as condições para as quais a proteção
contra excesso de pressão é requerida.
O primeiro passo no projeto de proteção contra excesso de pressão é
consideraras contingências que podem causar excesso de pressão e avaliá-las em
termos das pressões geradas e as taxas nas quais os fluidos devem ser aliviados.
Verificam-se quais dessas condições podem ocorrer e as taxas que cada ocorrência
vai representar. Seleciona-se então a ocorrência mais crítica, ou seja, aquela que vai
acarretar a maior taxa de fluxo pela válvula. As válvulas de alívio de pressão devem
ser dimensionadas usando-se equações apropriadas para vapor, gases ou líquidos.
Essas equações são usadas para calcular a área efetiva do bocal necessária para
conseguir uma taxa de fluxo requerida através da válvula. Em seguida é
escolhida uma válvula que tem área efetiva maior ou igual à área calculada.
Orifício Área efetiva em pol2
D 0,110
E 0,196
F 0,307
G 0,503
H 0,785
J 1,287
K 1,838
L 2,853
M 3,600
N 4,340
P 6,380
Q 11,050
R 16,000
50
Figura14. Especificação de Materiais dos Componentes de uma Válvula de Segurança e Alívio.
T 26,000
O conceito de área efetiva permite a seleção da válvula independentemente
do fabricante. As áreas efetivas dos orifícios padronizados e a sua designação em
letras correspondentes são encontradas na norma API 526. Em função do orifício e
da pressão de abertura a norma determina as dimensões dos flanges de entrada e
saída da válvula. A classe de pressão dos flanges deve ser determinada em função
das pressões de projeto na entrada e na descarga da válvula.
7. INSTALAÇÃO
A válvula jamais poderá ser considerada como elemento de controle ou de
operação normal. O projeto de instalação deverá considerar outros meios de
controlar a magnitude de pressão, de modo a não afetar a integridade dos
equipamentos, cabendo à válvula de segurança agir quando da falha destes
mencionados meios.
As válvulas de segurança não podem abrir para a atmosfera quando isto
implica na contaminação da área por gases tóxicos ou inflamáveis e sim para uma
linha de descarga com destino apropriado. Os “vents” dos castelos das válvulas de
segurança, quando trabalham com estes fluidos, também devem ser descarregados
em locais apropriados.
Normalmente emprega-se uma válvula para proteger um equipamento. Pode-
se, entretanto utilizar mais de uma válvula para proteger um único equipamento.
Pode-se também utilizar uma única válvula para proteger mais de um equipamento,
desde de que não existam bloqueios entre os equipamentos e a válvula de
segurança, e que esta seja dimensionada para atender todos os equipamentos que
está protegendo.
As válvulas devem ser instaladas sempre na posição vertical e devem ser
locadas o mais próximo possível do equipamento a proteger.
As válvulas não devem ser bloqueadas em operação. Nos casos em que seja
prevista a retirada de uma válvula com equipamento em operação, devem ser
empregados conjuntos “multi-válvula” ou derivações “Y” semi-bloqueáveis. Nestes
dispositivos apenas uma válvula pode ser bloqueada de cada vez e este bloqueio
51
Quadro 04: Seleção da Área Efetiva
não pode afetar a máxima vazão requerida. O código ASME admite
excepcionalmente a instalação de bloqueios antes ou depois de dispositivos de
segurança, desde que estes sejam mantidos abertos e travados nesta posição (por
exemplo, com cadeados).
A linha a montante da válvula deve ser dimensionada considerando-se vazão
requerida e perda de carga. A máxima perda de caga permissível a montante, para a
maior vazão envolvida, não deve ultrapassar o valor de 3% da pressão de ajuste.
Esta perda é representada pela soma das perdas na linha e na entrada da válvula.
O diâmetro nominal da linha não pode ser inferior à conexão de entrada da válvula.
Devem ser consideradas ainda as tensões máximas a que a instalação possa ser
submetida, não só pela operação da válvula como por cargas externas.
No dimensionamento da linha a jusante, além da vazão máxima requerida
devam ser consideradas as condições se contrapressão, drenagem e de cargas que
possam provocar tensões que se transmitam à válvula, prejudicando-lhe o
funcionamento. O diâmetro nominal da linha não deve ser inferior a da conexão de
saída da válvula.
É obrigatório o balanceamento das alavancas de acionamento sempre que
em suas posições de repouso elas possam vir a exercer qualquer força sobre o
conjunto de acionamento do disco.
Antes da instalação da válvula todo o sistema a ser protegido deve ser
inspecionado, limpo completamente e purgado. Pequenos corpos estranhos como
simples carepas ou rebarbas de solda podem causar danos permanentes ao
desempenho da válvula.
7.1. Instalação de Discos de Ruptura em Combinação com Válvulas de
Segurança
Discos de ruptura são proibidos para uso em caldeiras, mas são permitidos
em vasos de pressão. A instalação de discos de ruptura em combinação com
válvulas de alívio de pressão pode ser interessante quando há risco de entupimento
da válvula ou para sistemas contendo substâncias corrosivas que podem danificar a
válvula, ou então substâncias tóxicas que eventualmente poderiam vazar através da
válvula.
52
8. INSPEÇÃO
Válvulas de segurança e alívio de pressão são instaladas em equipamentos
de processo para aliviar pressões excessivas em decorrência de falhas operacionais
ou acidentes. Uma válvula que é adequadamente projetada, construída e instalada,
e que é mantida em boas condições operacionais, se assegura portanto como uma
garantia de segurança das pessoas e instalações durante circunstâncias anormais.
A inspeção periódica visa garantir o funcionamento adequado das válvulas e a
manutenção da proteção esperada.
8.1. Freqüência de Inspeção
Em função de sua grande responsabilidade as válvulas de alívio de pressão
devem periodicamente passar por inspeções e manutenções preventivas. Deve ser
estabelecido um intervalo de tempo entre inspeções que varia de válvula para
válvula em função do desempenho da válvula naquele serviço particular.
A norma regulamentadora NR-13 do Ministério do Trabalho determina que as
válvulas de segurança instaladas em caldeiras e vasos de pressão sejam
inspecionadas toda vez que o equipamento protegido for submetido à inspeção
interna.
Em bases normais, a experiência com seus registros históricos vai
determinando a freqüência ótima de inspeção, considerando as condições
operacionais que a válvula está sujeita, o tipo de válvula a ser inspecionada e a
possibilidade de retirá-la em operação. Obviamente, o intervalo entre inspeções de
válvulas em serviço corrosivo deve ser menor que o de válvulas em serviço limpo,
bem como inspeção mais freqüente é necessária em válvulas sujeitas a vibrações
ou que operam com pressão de ajuste muito próxima da pressão de operação. Em
linhas gerais, a freqüência de inspeção varia de 01 ano (válvulas mais críticas) a 04
anos (válvulas menos críticas). Quando houver mudança nas condições de
operação, o intervalo entre inspeções deve ser revisto.
8.2. Inspeção Interna
A inspeção interna é uma verificação com o equipamento parado para garantir
que as válvulas de segurança e alívio funcionarão adequadamente e proporcionarão
53
a proteção esperada. Devem-se seguir as seguintes etapas:
i) Logo após a remoção das válvulas de segurança e alívio deve-se inspecionar
as tubulações de entrada e saída quanto à corrosão ou presença de
depósitos que possam interferir no funcionamento da válvula.
j) Deve-se tomar as devidas precauções no manuseio, retirada e transporte da
válvula. As conexões devem ser protegidas, e as válvulas transportadas
cuidadosamente na posição vertical.
k) Quando a válvula chega na oficina deve-se verificar de existem depósitos de
corrosão ou obstruções que vão impedir seu funcionamento correto.
l) Antes de se desmontar deve ser feito o teste inicial da válvula “como
recebida” para determinar se o funcionamento da válvula é adequado.
Verifica-se o valor da pressão de abertura, se a válvula está fechando
corretamente, e a estanqueidade.
m) Se a válvula apresenta-se obstruída por incrustações ou depósitos de
corrosão que não se consegue remover, pode-se dispensar o tetse inicial e
desmontar a válvula para manutenção.
n) De modo geral deve-se proceder à desmontagem da válvula para
manutenção e sempre que se comportar mal no teste inicial.
o) Antes de desmontar deve-se anotar as posições do parafuso de regulagem e
dos anéis de regulagem.
p) Após ser desmontada deve ser feita a inspeção visual da válvula e seus
componentes conforme a listagem abaixo:
Corpo, castelo e capuz: verificar estado das superfícies quanto à
corrosão e outras avarias; verificar superfícies roscadas; verificar
condições da pintura externa e interna.
Bocal, disco e anéis de regulagem: inspecionar superfícies de
assentamento procurando determinar causas prováveis das avarias;
verificar dimensões admissíveis; verificar estado das roscas.
Mola: inspecionar visualmente quanto à corrosão e trincas; fazer testes
de paralelismo e perpendicularismo; somente fazer teste de carga
54
sólida quando houver dúvidas quanto ao desempenho adequado da
mola.
Suportes e guias do disco: verificar estado das superfícies e
desgaste na guia; verificar folgas admissíveis.
Haste: inspecionar quanto à empenamento, corrosão e desgaste.
Parafusos, porcas e plugues: inspecionar roscas quanto à corrosão e
desgaste.
Fole: verificar se há furos, trincas ou deformações.
q) Válvulas que apresentam desgaste acentuado ou estão sujeitas a
mecanismos de deterioração anormais devem ser inspecionadas através de
ensaios não-destrutivos. A execução dos ensaios deverá obrigatoriamente ser
executada por pessoal certificado.
r) Após a conclusão de todas as etapas de inspeção, manutenção e testes,
deve ser elaborado um relatório com todos os registros necessários para se
controlar o desempenho da válvula.
s) Caso necessário recomendar reparos ou substituições para a próxima
inspeção.
t) Válvulas que são soldadas diretamente no equipamento protegido precisam
ser testadas e inspecionadas no local. A verificação do funcionamento poderá
ser feita elevando-se a pressão no equipamento até a abertura da válvula, ou
através da pressurização da linha a montante da válvula de segurança e
alívio.
A inspeção interna deve ser feita preferencialmente durante as paradas
planejadas de manutenção. Todas as válvulas de novas instalações devem ser
testadas e identificadas antes de serem instaladas.
8.3. Inspeção Externa
A inspeção externa é uma verificação em serviço das válvulas de segurança e
alívio para garantir que:
a) A válvula foi instalada no local correto e possui plaqueta de identificação. Os
55
lacres não estão rompidos
b) A válvula não está vazando. Não há ocorrência de vazamentos nas juntas e
conexões.
c) Não existem raquetes ou quaisquer obstruções nas tubulações que vão
impedir o funcionamento adequado da válvula.
d) Os “vents” no castelo das válvulas com fole estão abertos e as tubulações a
ele conectadas estão direcionadas para local seguro. Não está ocorrendo
vazamento pelo “vent”.
e) Válvulas de bloqueio a montante ou a jusante da válvula de segurança e
alívio, caso existentes, estão devidamente lacradas na posição aberta.
f) Linhas de descarga e pequenas derivações estão adequadamente
suportadas.
g) As alavancas, quando existentes, estão em condições de atuar e
corretamente posicionadas.
h) Manômetros instalados entre as válvulas e discos de ruptura estão
devidamente calibrados e indicando que não há pressão entre os dois
dispositivos.
i) A válvula não está submetida a vibrações que possam prejudicar seu
funcionamento.
j) Não há ocorrências de vazamentos nas juntas e conexões.
A inspeção externa deverá ser realizada sempre que uma válvula abrir em
serviço ou quando se verificar alguma irregularidade que possa interferir na sua
atuação normal. Periodicamente deve-se realizar a inspeção de todas as válvulas de
uma instalação de processo.
9. MANUTENÇÃO
O bom desempenho de uma válvula de segurança depende primordialmente
dos métodos empregados em sua manutenção. As recomendações dos fabricantes
somadas à experiência particular com as boas práticas de manutenção de
constituem na orientação básica a ser seguida.
56
A desmontagem das válvulas de alívio de pressão devem ser efetuadas em
oficinas adequadamente aparelhadas. Para evitar um “flash” durante a
desmontagem, válvulas que trabalham com fluidos inflamáveis devem ser
previamente lavadas com soluções de limpeza apropriadas. Após a desmontagem
os componentes de cada válvula devem ser mantidos separados em caixas com a
identificação da válvula para evitar misturar com outras válvulas. Em seguida eles
devem ser totalmente limpos. As partes que geralmente requerem mais limpeza são
bocais, sedes e molas. Depósitos aderentes devem ser removidos com solvente ou
escova. Após a limpeza os componentes devem ser cuidadosamente inspecionados
quanto a desgaste e corrosão.
As partes que estão gastas ou danificadas devem ser recondicionadas ou
substituídas. Molas e foles danificados precisam ser trocados. Quando há evidência
de dano no disco e bocal as sedes devem ser usinadas.
As superfícies de assentamento precisam estar perfeitamente planas e lisas
para evitar vazamentos. A operação de lapidação é rotineiramente executada após a
desmontagem da válvula. Os fabricantes recomendam o uso de blocos lapidadores
e abrasivos especiais. Quando se deseja um acabamento especial á recomendável
a utilização de abrasivos à base de diamante.
Depois que a válvula foi limpa e inspecionada e feitos todos os reparos e
substituições necessários, a montagem deverá ser feita da acordo com as
recomendações dos fabricantes .
Após a montagem é preciso regular a pressão de ajuste e verificar a
estanqueidade da válvula de segurança na pressão de serviço. O ajuste de uma
válvula de alívio de pressão no local onde está instalada, utilizando o próprio fluido
que vai atuar nela durante a operação normal é praticamente impossível. A
regulagem da pressão de ajuste é portanto normalmente feita em bancadas de teste.
Os testes devem ser feitos com ar ou nitrogênio para as válvulas que trabalham com
líquidos. É muito importante que os fluidos de ensaio estejam limpos e livres de
qualquer partícula sólida.
Ajuste da pressão de abertura: Este ajuste é feito atuando-se no parafuso de
regulagem. Após cada ajuste, reaperte a porca trava. Não movimente o parafuso
57
quando a pressão aplicada for próxima da pressão de abertura; isto pode provocar
rotação do disco sobre o bocal e destruir o trabalho de lapidação.
Verificação da estanqueidade: Após a calibração deve-se verificar a
estanqueidade da válvula de segurança. Existem diversos métodos qualitativos para
efetuar esta comprovação, como por exemplo fazer uma “bolha” com solução de
sabão na conexão de descarga. Um método quantitativo recomendado na norma
API-Std. 527 consiste na colocação de um flange especial na descarga da válvula
com um pequeno tubo mergulhado na água. A verificação da estanqueidade é feita
pressurizando-se a válvula a 90% da pressão de ajuste; anota-se a quantidade de
bolhas por minuto que saem pelo tubinho e confronta-se com os valores
padronizados na norma. Em válvulas de alívio verifica-se a estanqueidade com
água.
Ajuste dos anéis de fechamento: O ajuste dos anéis de fechamento é que vai
determinar a pressão de fechamento da válvula. Quando o anel é elevado a pressão
de fechamento é reduzida, e vice-versa. Os anéis devem ser posicionados conforme
orientação dos fabricantes. Para líquido o anel de ajuste de fechamento não tem
função e deve ser rosqueado em sua posição mais baixa.
Tolerâncias: Os códigos de projeto admitem tolerâncias nas pressões de
ajuste.
VÁLVULAS ASME VIII
Pressão de abertura Tolerância
≤ 483 KPa ± 14 KPa
> 483 KPa ± 3% da Pressão de Abertura
Fonte: Fernando Teixeira Gazini (2000).
Quadro 05: Tabela que se aplica a válvula de segurança de vasos de pressão.
VÁLVULAS ASME I
Pressão de abertura Tolerância
≤ 483 KPa ± 14 KPa
> 483 e ≤ 2070 KPa ± 3% da Pressão de Abetura
> 2070 e ≤ 6900 ± 69 KPa
> 6900 ± 1% da Pressão de Abertura
Fonte: Fernando Teixeira Gazini (2000).
58
Quadro 06: Tabela que se Aplica a Válvulas de Segurança em Caldeiras a Vapor.
1 Kgf/cm² = 98,07 KPa
1 Psi = 6,895 KPa
Lacração: Após todos os testes a válvula deve ser lacrada.
Verificação no campo da pressão de abertura: Em caldeiras a vapor costuma-
se fazer a verificação da pressão de abertura e também do fechamento
pressurizando-se a caldeira até provocar a abertura das válvulas de segurança.
Caso os valores encontrados não correspondam aos valores previamente
estabelecidos são efetuados ajustes no campo, atuando-se no parafuso e nos anéis
de regulagem. Dispositivos especiais que elevem a haste por meios hidráulicos
podem ser utilizados para verificação e ajuste da pressão de abertura de válvulas de
segurança e alívio.
10.CAUSAS DE MAU FUNCIONAMENTO
a) Corrosão: Praticamente todos os tipos de corrosão estão presentes numa
instalação industrial e são as causas básicas de muitas das dificuldades
encontradas. A corrosão geralmente provoca desgaste, alvéolos ou pites nos
componentes das válvulas, depósitos de corrosão que interferem com o
funcionamento das partes móveis, quebra de várias partes ou uma
deterioração generalizada dos materiais da válvula.
b) Sedes danificadas: As superfícies de assentamento devem ser mantidas em
perfeitas condições para se ter perfeita vedação metal contra metal, caso
contrário poderá ocorrer ação imperfeita da válvula. As causas de danos
nessas superfícies são: corrosão, passagem de partículas estranhas pelar
sedes, batimento e manuseio descuidado da válvula.
c) Molas quebradas: São quase sempre ocasionadas por algum tipo de
corrosão. Dois tipos prevalecem: corrosão generalizada e corrosão sob
tensão.
d) Ajustes inadequados: O ajuste é normalmente devido à falta de cuidado do
pessoal da manutenção, ao uso de equipamentos inadequados ou à falta de
conhecimento sobre os ajustes exigidos. Treinamento adequado e o uso de
59
manuais de fabricantes ajudam a eliminar estas deficiências. Os manômetros
da bancada de teste devem ser periodicamente aferidos.
e) Entupimento e emperramento: Sólidos do processo tais como coque ou
produtos solidificados podem provocar incrustações, ou em casos extremos
entupir a entrada ou saída da válvula. Outra razão de mau funcionamento é o
possível emperramento do disco ou do suporte do disco na guia, devido à
corrosão, partículas estranhas ou aspereza do material nas superfícies das
guias.
f) Troca na instalação: A válvula perde sua finalidade se não for instalada no
local exato para o qual foi projetada. Para evitar erros na instalação deve-se
estabelecer um sistema rígido de controle que evite trocas nas posições das
válvulas, as normas de projeto exigem que as válvulas tenham uma placa de
identificação e que nesta placa conste a localização da válvula.
g) Manuseio bruto: Um manuseio descuidado da válvula pode afetar a
calibração da válvula, destruir sua estanqueidade e alterar o desempenho na
bancada de teste, ou provocar vazamento excessivo em operação se a
válvula já foi testada. Este problema pode ocorrer no transporte, durante a
manutenção ou na instalação.
11.HISTÓRICO – CONSÓRCIO DE ALUMINO DO MARANHÃO
11.1. Descrição da Empresa
ALUMAR foi implantada em julho de 1980 e teve o inicio de operação em
agosto de 1984 através de um consórcio entre Abalco 19%, Alcan 10% Alcoa 35%
Billinton 36% na unidade de refinaria para produção de alumina calcinada e entre a
Alcoa 54% e Billinton 46% na unidade de redução e lingotamento para a produção
de alumínio em lingotes.
A empresa tem capacidade de 1,3 milhões t/ano de alumina e 400 mil t/ano
de alumínio.
60
A produção se destina 20% para
consumo nacional e 80% para exportação.
Os principais insumos são:
a) Bauxita: 2,9 milhões t /ano
b) Soda cáustica: 91 mil t/ano
c) Energia Elétrica: 6300 mwh
A empresa possui um porto na confluência do estreito dos Coqueiros com o
Rio dos Cachorros, com capacidade de atracação para navio até 50 mil ton, sendo
responsável pelo desembarque de bauxita, coque, piche, carvão, soda cáustica e
embarque de alumina e alumínio.
O processo produtivo se inicia com o processamento da bauxita através do
processo Bayer, pela solubilização do alumínio com soda cáustica. Em seguida é
enviada para um digestor onde aquecida e sob pressão socorre a dissolução da
alumina. A separação das impurezas ocorre por sedimentação e filtração,
possibilitando assim a retirada do resíduo da bauxita, o qual é enviado para bacias
de acumulação. Em seguida a alumina é precipitada e calcinada em fornos a óleo.
61
Figura 15. Via de Acesso para a Alumar.
Figura 16. Tanques de Armazenamento de Alumina
Correia Transportadora com AluminaTanques de Armazenamento
A produção de alumínio compreende três unidades básicas, produção de
eletrodos, salas de cubas de redução e lingotamento do metal.
O processo de produção consiste na dissociação eletrolítica da alumina
dissolvida em um banho eletrolítico fundido, através da corrente elétrica contínua.
Esse processo ocorre a aproximadamente 950ºC, resultando em alumínio liquido
que é transportado para o lingotamento e transformado em lingotes.
62
Figura 18. Processo de Produção de Alumínio e Alumina.
Figura 17. Detalhes do Alumínio em sua Fase Final
Os gases de flúor utilizados no banho eletrolítico são tratados em contra
corrente com a alumina alimentada nas cubas.
12.ESTUDO DE CASO
12.1. Área 030: Digestão
A área 030 da refinaria tem como principais objetivos:
Solubilizar o máximo possível a alumina trihidratada contida na bauxita,
formando o aluminato de sódio (o que é feito a 146°C e 360 KPa);
Reduzir a temperatura da pasta de bauxita de 146°C (temperatura na
saída do último digestor) para 109°C, reaproveitando essa energia
(vapor) para aquecer o licor usado que alimenta a digestão;
Produzir condensado de boa qualidade (condensado de vapor) para
uso nas caldeiras;
Remover o fosfato (P2O5) através da reação com leite de cal.
O princípio de operação da Digestão é criar as condições necessárias de alta
pressão e temperatura para extrair a alumina contida na pasta da bauxita, pela
reação com uma solução cáustica. As etapas do processo são:
a) Aquecimento do licor e da pasta;
b) Mistura de licor, pasta e vapor;
c) Extração da alumina;
d) Resfriamento da pasta.
Para que ocorra a Digestão são necessários três ingredientes: o licor usado, a
pasta de bauxita e o calor (vapor).
63
Válvulas de Segurança
12.2. Licor Usado
O licor é uma
solução aquosa de aluminato de sódio e soda cáustica, que está em contínua
circulação através da Refinaria. Soda cáustica é adicionada constantemente para
compensar as perdas no processo.
O licor usado para Digestão é estocado nos dois tanques 030A e deve ter
uma concentração cáustica definida. Dos tanques 030A, o licor é bombeado para os
aquecedores tubulares do prédio 030, passando por um estágio de aquecimento por
vapor vivo (live steam heater, LSH). O licor é sucessivamente aquecido até uma
temperatura desejada. Saindo do último aquecedor, o licor vai para o Misturador
Estático (ME), onde será adicionada a pasta de bauxita.
12.3. Pasta de Bauxita
Dos tanques 025A, a pasta a 95°C é bombeada para o topo do Aquecedor de
Contato (TE). Pela parte central, na lateral do TE, é conduzido vapor vindo dos
flashs VA011 e VA012, aquecendo a pasta até 125°C. É importante lembrar que
este aquecimento por contato também é diluição pela condensação do vapor.
64
Figura 19. Prédio da Digestão com as Válvulas de Segurança.
Figura 20.Fluxograma do Prédio 030.
12.4. Calor
O licor usado e a pasta são bombeados para o misturador, que recebe ainda
8 t/h de vapor vivo superaquecido, de modo que a mistura deva atingir 155°C.
Logicamente, essas 8 t/h de vapor vão se condensar, o que representa água ao
processo, ou seja, mais um ponto de diluição.
O vapor empregado no misturador tem um duplo preço: o da sua geração e o
que paga para mover a água de diluição que ele introduz no processo. Fica claro
que para minimizar o uso de vapor vivo no misturador, é de grande importância se
manter os aquecedores tubulares operando com a máxima eficiência.
A mistura de licor usado e pasta inicia a reação no misturador. Saindo do
misturador, a pasta passa por um banco de 05 (cinco) digestores, onde a digestão é
completada. Aí, o tempo de residência é de cerca de 40 (quarenta) minutos. Isso é
suficiente para que se consiga solubilizar toda a alumina da bauxita (reação bastante
rápida) e que se tenha acabado o processo de dessilicação (que exige mais tempo).
12.5. Digestores
Tecnicamente, os digestores são “reatores”. São tanques cilíndricos verticais,
tendo o topo abaulado e a parte inferior cônica. Em virtude das trocas químicas que
ocorrem em seu interior, quantidades variáveis de gases não condensáveis são
formadas por reações secundárias. Esses gases não condensáveis vão se
acumulando na parte superior dos digestores o que causa queda no nível de pasta.
Isso compromete a eficiência da digestão, visto que provoca uma diminuição do
tempo de residência nos digestores.
Para evitar que isso aconteça, no topo dos digestores é instalada uma
tubulação especialmente feita para remover os não condensáveis. Na Alumar, o
sistema consiste numa tubulação ligando os digestores, e é chamada “linha de vent”.
Do topo do último digestor sai uma linha que libera os não condensáveis para a
atmosfera, através de uma válvula de controle.
A fábrica possui dois bancos de digestores, mas apenas um deles opera,
ficando o outro na reserva, em manutenção (em spare).
65
Ao sair dos digestores, a pasta deve ter uma certa relação alumina/cáustica.
Há então no 2º e 4º digestor, uma derivação de pasta que passa por células de
condutividade que medem constantemente essa relação. A correção desta razão
(ratio) é feita aumentando-se a vazão da pasta para o aquecedor. Também é
importante manter a temperatura de saída da pasta do último digestor em 146°C,
temperatura ideal para a reação.
Do último digestor, a pasta segue para os tanques de flasheamento, onde,
sucessivamente, vai perdendo pressão e temperatura.
66
Figura 21.Misturador Estático (ME) e Digestores (RE).
São seis tanques relativamente grandes, cilíndricos e com o fundo cônico. Os
04 (quatro) primeiros são acoplados em série (capacidade de 82,5 m³ cada um) e os
02 (dois) restantes, os Blow-Offs (capacidade de 110 m³ cada um), estão dispostos
em paralelo.
A tubulação de pasta entra pela parede lateral do tanque e penetra até o
centro do vaso, terminando em uma curva de 90° para baixo. Dentro desses tanques
é realizado o flasheamento e esse vapor liberado vai ser utilizado no processo.
Os flashs e os dois blow-offs têm na parte superior uma espiral que serve
para reter as gotículas de licor que são arrastadas pelo vapor. A tubulação de vapor
sai pela parte superior do tanque. Os blow-offs estão equipados com duas válvulas
de alívio de pressão por contra-peso. O nível dos blow-offs é controlado pela
variação da velocidade do motor da bomba de fundo.
As paredes de todos os tanques são mantidas molhadas por um spray
contínuo de licor (demister) que evita a formação de incrustações. A temperatura na
saída do blow-off é de 108°C e deste ponto a pasta segue para os espessadores da
Clarificação (área 035).
12.6. Aquecedores Tubulares
Na área estão instalados aquecedores tubulares de três tamanhos diferentes.
O aquecedor 1, TC01, tem 9,1 m de comprimento e 1,5 m de diâmetro. É o menor
aquecedor. Ele recebe vapor dos blow-offs, cujo calor aquece o licor fraco. Esse licor
vem do tanque de transbordamento (tanque 035H) do 2º ou 3º lavador de lama e,
depois de aquecido, vai para o tanque de causticização (tanque 035J) na área de
Clarificação (área 035). Esse aquecedor não tem reserva. Quando é tirado de
operação para lavagem com ácido, o licor fraco é aquecido no próprio tanque 035J.
Os aquecedores de números 02 a 07 têm tamanho intermediário, com 9 m de
comprimento e 1,7 m de diâmetro. Também recebem vapor regenerado dos tanques
67
Figura 22.Aquecedor de Contato (TE) e Tanque de Emergência.
de flash.
Os aquecedores 08 e 09 são os maiores. Têm 9 m de comprimento e 1,7 m
de diâmetro. Trabalham com vapor vivo (LSH). Apenas um dos dois opera, enquanto
o outro fica parado para lavagem com ácido sulfúrico.
12.7. Remoção dos Não-Condensáveis
Os aquecedores recebem juntos com o vapor dos flashs uma certa
quantidade de gases formados por reações secundárias na digestão. Alguns desses
gases, que são inofensivos ao organismo humano, não são facilmente
condensáveis. Esses gases afetam a transferência de calor para os tubos.
A remoção dos não condensáveis é feita por uma tubulação, saindo na parte
do aquecedor (linhas de “vents”), e ligadas a linha de uma bomba de vácuo que
succiona esses do sistema.
12.8. Sistema de Alívio de Pressão
Um sistema de pressão protege os digestores e os flashs. No primeiro
digestor estão instaladas válvulas de segurança que se abrem caso a pressão
ultrapasse o limite de segurança. A descarga dessas válvulas vai par o tanque de
alívio de pressão.
68
Os dois blow-offs são também protegidos por duas válvulas de alívio de
pressão que se abrem no caso da pressão ultrapassar 3 KPa, descarregando para a
atmosfera. Adicionalmente, os blow-offs dispõem ainda de um outro sistema de
segurança de coluna hidráulica que também descarrega no tanque de alívio de
pressão.
12.8.1. P.L.C (Programable Logic Control)
O PLC é um sistema de segurança que protege todos os tanques da digestão
e está programado para desligar o prédio no caso de aumento de pressão ou de
aumento de níveis em determinados tanques. Em cada tanque existem dois “taps”
para medida de pressão ou de nível.
No caso de um deles iniciar qualquer alteração, um alarme é acionado. Se o
segundo também der a mesma indicação, o prédio é desligado automaticamente.
12.9. Alguns Cuidados com Válvulas de Segurança
69
Figura 23.Esboço dos Flashs e Blow-Offs.
Figura 24.Tanques de Alívio de Pressão.
Alguns exemplos serão citados de acidentes em vasos pressurizados levando
a morte de várias pessoas em serviço, devido a má utilização das válvulas de
segurança e alívio nestes equipamentos.
70
Figura 25. 20/01/2004 – Argélia – Skikda Refinaria de Petróleo – 32 mortos.
Figura 26. 09/12/2000 – Cingapura – Refinaria de Petróleo – Exxon – 02 mortos.
Figura 27. 04/03/1998 – Louisiana – Sonat Exploration Company– 04 mortos.
12.10. Válvulas
CROSBY – Topo dos Digestores
O estudo de caso em questão trata-se de um conjunto de válvulas de
segurança situada em uma bancada com 05(cinco) digestores na área da Extração
da Refinaria. Os digestores, como comentado anteriormente é responsável por
solubilizar a alumina da pasta de bauxita, reduzir sua temperatura, entre outras
características.
As válvulas pertencem ao fabricante CROSBY e possuem as seguintes
características:
1. Quanto às Características Gerais:
Tag do Equipamento: 030-RE-021
Tag da Válvula: PSV-030-011A / 011B / 011C
Nº do isométrico: 12“-PV-1-030002-D.
Bocal: Integral
Tipo de Válvula: Segurança com Fole Balanceado
Tipo de Capuz: Fechado e Roscado
Alavanca: Plana e Compacta
Diâmetro de Entrada: 8”
Classe de Entrada: 300# (libras)
Diâmetro de Saída: 10”
Classe de Saída: 150# (libras)
2. Quanto ao Material:
Corpo e Castelo: ASTM A216 GR WCB
Sede e Disco: Aço Inox 316
Haste e Guia: ASTM A297 GR HE
71
Figura 28. 30/03/2005 – Texas – Refinaria de Petróleo – 14 mortos.
Mola: Aço Carbono
Código: ASME Seção VIII
Fole: Aço Inox 316
3. Quanto ao Fluido:
Fluido de Processo: Lama de bauxita
Capacidade Requerida: 1135,5 m³/h
Capacidade Máxima: 1160,6 m³/h
Pressão de Operação: 730 KPa
PSV-030-011A = 965,3 KPa
Pressão de Alívio: PSV-030-011B = 999,7 KPa
PSV-030-011C = 1020,5 KPa
PSV-030-011A = 965,3 KPa
Pressão Ajuste da Mola: PSV-030-011B = 999,7 KPa
PSV-030-011C = 1020,5 KPa
Temp. de Operação: 161,5 °C
Pressão de Retorno: 413,7 KPa (máxima)
Sobrepres. Permissível: 10%
4. Quanto aos Cálculos:
PSV-030-011A = 25,89 in²
Área Calculada: PSV-030-011B = 25,43 in²
PSV-030-011C = 25,17 in²
Área Selecionada: 26,00 in² (para as três válvulas)
Orifício: T
Fabricante: CROSBY
Modelo: JBS-45-D
PSV-030-011A = x-6377
Código da Mola: PSV-030-011B = x-6377
PSV-030-011C = x-6378
72
A pasta de bauxita é um fluido corrosivo devido ao licor usado na mistura para
retirar a alumina do seu composto. As válvulas utilizadas para trabalhar nestas
condições devem ser balanceadas com fole, pois o fole isola também do castelo o
fluido de serviço, o que torna este tipo de válvula indicada para o trabalho com fluido
corrosivo.
As válvulas de segurança e alívio balanceadas podem ser utilizadas para
alívio de líquidos ou gases tóxicos, inflamáveis ou corrosivos onde a contrapressão
do sistema seja constante ou variável. As válvulas balanceadas com fole são
especialmente efetivas no alívio de produtos considerados corrosivos ou tóxicos
porque, pelas suas características construtivas, impedem a passagem destes fluidos
através das superfícies das partes móveis evitando não só o emperramento destas
partes em função da formação de produtos de corrosão, como também o seu
possível escapamento para o meio ambiente. Válvulas que trabalham com fluidos
perigosos devem ter tubulações de pequeno diâmetro conectadas ao furo do castelo
e ventadas para local seguro.
Válvulas balanceadas com fole podem ser utilizadas para valores de
contrapressão desenvolvida de até 50% da pressão de abertura. Acima desse valor
a válvula não vai manter a capacidade de descarga projetada.
Foram levantados todos os dados dos materiais, propriedades e
características do fluido usado por estas válvulas e comparados com o que existe no
mercado, sendo efetuado a escolha da válvula da figura 29.
73
Figura 29.Válvulas de Segurança Utilizada no Topo dos Digestores.
12.11. Manutenção Autônoma na Bancada para Teste de Válvulas de
Segurança e Alívio
Este procedimento tem como finalidade descrever o processo de manutenção
em válvulas de segurança Crosby, visando a segurança, qualidade e confiabilidade
na liberação do equipamento para a área tendo como responsáveis a Célula de
Válvulas de Processo da Oficina Central da Alumar.
As válvulas de segurança Crosby descritas neste manual, são fabricadas de
acordo com os requisitos da ASME (Boiler and Pressure Vessel Code) Seção 1. As
válvulas Crosby são testadas e ajustadas na fábrica. Como as condições de serviço
podem ser diferentes, poderá ser necessário realizar pequenos ajustes. Estes
ajustes são facilmente realizáveis se as instruções abaixo são cuidadosamente
seguidas.
12.11.1. Armazenamento
As válvulas são deixadas à disposição no local de trabalho às vezes durante
meses antes que venham a ser instaladas. A não ser que fiquem devidamente
armazenadas e protegidas, o desempenho destas pode ficar seriamente
comprometido. Manuseio inadequado e sujeira podem danificar ou causar
desalinhamento nas peças das válvulas. É recomendado que as válvulas sejam
mantidas nas embalagens originais de transporte e guardadas em um local limpo ou
no mínimo numa área seca com cobertura protetora até que estas venham a ser
usadas.
As válvulas de alívio e segurança devem ser cuidadosamente manuseadas e
nunca expostas a impactos. Manuseio inadequado pode alterar a pressão de ajuste,
deformar peças da válvula e prejudicar a vedação e desempenho da válvula.
Quando necessário levantamento, as amarrações (cordas, correntes, etc…)
devem ser feitas em torno do corpo e do castelo da válvula de forma que assegure o
posicionamento vertical da válvula, para facilitar a instalação. Quando a válvula tem
alavancas como nos capuzes tipo C, D e E, não levantar ou carregar as válvulas
pelas alavancas.
Os protetores de entrada saída devem ser mantidos até o momento da
74
instalação da válvula no sistema.
12.11.2. Desmontagem
a) colocar a válvula na bancada;
b) no pallet de recebimento amarrar a válvula com estropo, ou cinta para carga;
c) fazer o içamento da válvula com a ponte rolante, e colocar na bancada em
que vai ser executada a manutenção;
d) retirar o contra-pino do pino de fixação da alavanca do garfo;
e) retirar o pino da alavanca do garfo.
f) retirar a alavanca do garfo
g) soltar os parafusos allen que fixam o capuz, retirar o capuz e o contra-pino da
ponta do eixo;
h) retirar a porca da ponta do eixo
75
Figura 30.Alavanca do Garfo.
i) folgar a contra-porca de ajuste, com uma chave combinada;
j) folgar as porcas que fixam o castelo e retirar o castelo.
k) Retirar a mola com os suportes e os contra pinos da haste do disco, usando
alicate universal;
l) Retirar o parafuso de trava do anel de regulagem e o anel de regulagem;
m) Retire o bocal.
12.11.3. Limpeza
Limpar rigorosamente o corpo da válvula, bocal, anel regulador, disco,
parafusos, porca e haste usando sempre que possível a máquina de jatear. Limpar
76
Figura 31.Detalhe da Contra Porca.
Figura 32.Porca de Ajuste.
Figura 33.Anel de Regulagem.
com desengraxante o alojamento da haste, fole e mola.
12.11.4. Peritagem
a) Inspecionar a mola, havendo trinca e ou deformação trocá-la;
b) Verificar se todas as roscas podem ser colocadas e tiradas com a mão, caso
contrário recupere-as.
c) Verificar se há empeno na haste. Empeno máximo permitido: de 0,05 mm x m
12.11.5. Montagem
a) Enroscar o bocal no corpo até o final da rosca. Enroscar o anel do bocal no
bocal, certificando-se que ele está abaixo da superfície superior do assento
do bocal;
b) Limpar os assentos do bocal e do disco com um pano tipo flanela;
c) Colocar a guia, anel da guia, disco e haste no corpo da válvula. Abaixar
cuidadosamente a mola e o castelo para o lugar;
d) Centralizar o castelo e apertá-lo para baixo, plenamente para impedir
distensões desnecessárias, ou um possível desalinhamento das peças. Antes
de aplicar qualquer carga na mola, deve-se rodá-la rapidamente para
certificar-se que a haste está livre;
e) Apertar o parafuso de ajuste até ficar a dois filetes de rosca, quando foi
desmontado
f) Apertar a guia e o parafuso de trava do anel do bocal. Verificar no manual do
fabricante como deve-se proceder para realizar o ajuste do anel do bocal;
77
Figura 34.Componentes da Válvula de Segurança.
12.11.6. Inspeção
a) Conferir se todos os parafusos estão corretamente apertados;
b) Verificar aspecto visual do equipamento;
c) Verificar se a calibração de etiqueta é a mesma solicitada na guia;
d) Verificar se as entradas estão vedadas para impedir entrada de
sujeiras;.
e) Verificar se todas as travas estão colocadas;
f) Verificar se está pintado na cor padrão (de acordo com TPM).
12.11.7. Ajuste de Pressão
Remova o capuz e a alavanca se fornecida. Se a válvula não está abrindo na
pressão desejada, abaixe a pressão no vaso ou bancada de teste para no máximo
90% da pressão real de abertura. Nunca gire o parafuso regulador quando a válvula
estiver próxima de sua pressão de abertura, visto que o disco pode girar e ter sua
superfície de assentamento danificada. Se for desejada uma pressão de abertura
maior o parafuso regualdor deve ser girado no sentido horário. Para pressão de
ajuste menor o mesmo deverá ser girado no sentido anti-horário. Após cada
regulagem assegure-se de travar a porca do parafuso regulador.
Antes de ajustar a válvula, deve ser verificada a precisão do manômetro. Para
ajustes de pressão for a da fixa especificada pela Crosby para a mola, é necessária
a troca do conjunto da mola, que consiste na mola e um jogo de suportes. Um novo
conjunto de mola e pratos deve ser adquirido da Crosby e refeita. Ao contatar a
fábrica devem ser fornecidos todos os dados, o número de série constante na
plaqueta de identificação da válvula e na nova pressão de abertura desejada.
A segurança de vidas e bens materiais muitas vezes depende da boa
operação das válvulas de alívio de pressão. Conseqüentemente as válvulas devem
ser periodicamente testadas e recondicionadas para estar seguro de que funcionem
devidamente
12.11.8. Ajuste do Diferencial de Alívio
O anel do bocal é regulado na fábrica e normalmente não necessita de
78
reajustes. Entretanto, caso seja necessário fazer ajustes nas condições reais de
operação, proceder como segue.
Para abaixá-lo, deve ser removido o parafuso trava do anel do bocal e girar os
dentes para a esquerda. O anel do bocal pode ser abaixado até o ponto em que a
válvula comece a “chiar”. Este é o ajuste para o menor diferencial de alívio possível
de ser obtido. A pressão deve ser diminuída o suficiente para evitar abertura
acidental.
Quando a válvula é fornecida com trava para teste hidrostático, é suficiente
um aperto manual da trava para prevenir uma abertura acidental. Aperto excessivo
pode danificar a haste e prejudicar a operação da válvula. É muito importante não
permitir que a válvula atue antes que o parafuso trava do anel do bocal tenha sido
recolocado. Se uma válvula, durante o teste, se afasta totalmente dos parâmetros
ajustados originalmente, é recomendável que o anel seja colocado na posição
indicada na tabela abaixo.
Quando regulado a pressão de abertura em bancada deve ser feito um ajuste
preliminar do anel em menos 2 (- 2). Após completar a regulagem o anel deve ser
posicionado conforme indicado na tabela. O sinal menos indica o número de dentes
abaixo da posição “nível zero”. “Nível zero” é a posição superior do anel do bocal
com a válvula fechada(contato com o suporte do disco).
12.11.9. Vazamentos
A seguir, estão enumerados algumas causas de vazamentos e as formas de
repará-los:
1. INTERFERÊNCIA DE MATÉRIA ESTRANHA: Em razão de que a
menor partícula sólida, interposta às sedes, provocará vazamentos, é
feita a exigêncai de total limpeza do sistema antes da instalação da
válvula. Uma descarga, por aumento de pressão provocado (ou ação
de alavanca, quando existente) poderá favorecer a expulsão da
matéria interposta. Quando o vazamento persistir, ainda que com
menor intensidade, é provável que os assentos tenham sido
danificados; sendo assim, será necessário um recondicionamento.
79
2. DISTORÇÃO CAUSADA POR TENSÕES DAS LINHAS: Cargas excessivas
nas tubulações podem afetar a válvula e provocar fugas do fluido. A
solução poderá vir de uma ancoragem apropriada, um
contrabalanceamento ou de outras modificações no arranjo das linhas.
3. PRESSÕES DE OPERAÇÃO E DE AJUSTE MUITO PRÓXIMAS: uma
válvula, corretamente manufaturada e ajustada, vedará perfeitamente a
uma pressão de até 10% abaixo da de ajuste (considerado este valor
maior do que 0,35 kgf/cm2 - 5 psi). Um diferencial inferior ao
mencionado acima causará problemas para a vedação.
4. MANUTENÇÃO ADEQUADA: outra fonte evidente de vazamentos e
operação imprópria, inclusive por faltas no ajuste do valor desejado.
Neste trabalho serão fornecidos dados para um procedimento correto
de manutenção.
5. SISTEMA DE ALAVANCA INCORRETAMENTE: nas válvulas providas
de alavanca, é preciso observar uma folga de 0,8 mm (1/32”) entre esta
e a porca da haste. A falta desta folga poderá provocar um início de
abertura da válvula
13.CONSIDERAÇÕES FINAIS
Devido a necessidade de se obter um equipamento funcionando em perfeitas
condições, sem oferecer perigo algum para as pessoas que o operam, é necessário
que um estudo detalhado seja elaborado, evitando riscos potenciais de futuras
catástrofes e acidentes de proporções grandiosas para as empresas que tratam com
estes tipos de máquinas.
Os métodos prevencionistas de acidentes são levados bastante a sério
quando se trata de empresas que têm um nome a zelar pelo mundo afora e com
trabalhos que exigem pressurização de materiais, os métodos utilizados são
discutidos mundialmente para que se chegue a um denominador comum de
segurança precisa, e com eficiência e qualidade garantida.
Este trabalho relata especificamente o Sistema de Segurança de Pressão
80
empregado na empresa da Alumar e com grande ênfase nas Válvulas de Segurança
e Alívio de Pressão, destacando a importância do seu bom estado de integridade
física, garantindo um funcionamento tranqüilo dos Vasos de Pressão e Caldeiras
utilizados em toda planta ou local que se queira operar com fluidos sob pressão.
14.DEFINIÇÕES E TERMINOLOGIA
ABERTURA (elevação) – deslocamento axial do disco da posição de repouso até
aquela alcançada durante uma descarga.
ACUMULAÇÃO (accumulation) – acréscimo de pressão acima da pressão máxima
de trabalho permitida durante a descarga da válvula. É expressa em porcentagem
da pressão máxima de trabalho permitida.
ÁREA DE ASSENTO – área da seção de contato entre o disco e o bocal.
ÁREA DO BOCAL (área da garganta) – menor área perpendicular ao eixo, medida
no bocal. Para válvulas com guias inferiores, descontos devem ser feitos, referentes
às áreas das hastes e guias.
ÁREA DE DESCARGA – área real que limita a vazão da válvula. Por definição as
válvulas de alta abertura (grande elevação) são aquelas nas quais a área do bocal
é que limita a descarga. Válvulas de baixa abertura (pequena elevação) são
aquelas nas quais a área da cortina é a que limita a descarga.
CAPACIDADE REAL DE DESCARGA (capacidade real de alívio) – capacidade de
descarga determinada experimentalmente sob a pressão de alívio.
CAPACIDADE TEÓRICA DE DESCARGA (capacidade teórica de alívio) –
capacidade de descarga obtida por cálculo.
CHIADO (simmer) – vazamento audível do fluido entre a sede e o disco, que ocorre
antes do disparo (pop), pouco abaixo da pressão de abertura.
81
CONTRAPRESSÃO (back pressure) – pressão a jusante da válvula, que é resultado
da pressão no sistema de descarga. É a soma da contrapressão superimposta com
a contrapressão desenvolvida.
CONTRAPRESSÃO SUPERIMPOSTA (superimposed back pressure) – pressão no
coletor de descarga antes da válvula abrir. Resultado da pressão no sistema de
descarga proveniente de outras fontes e pode ser constante ou variável.
CONTRAPRESSÃO DESENVOLVIDA (built-up back pressure) – pressão no coletor
de descarga que aparece como resultado da vazão através da válvula após a sua
abertura.
CUSRO MÁXIMO (maximum lift) – deslocamento do disco da sede até a posição
totalmente aberta.
DIFERENCIAL DE ALÍVIO (descarga / blowdown) – diferença entre as pressões de
abertura e fechamento, expressa em porcentagem da pressão de abertura ou em
unidades de pressão.
PRESSÃO DE ABERTURA (set pressure) – pressão manométrica na qual a válvula
abre sob as condições de serviço. No caso de operação com líquidos é a pressão na
qual a válvula começa a abrir nas condições de serviço. No caso de operação com
gases é a pressão na qual a válvula abre (ação pop) nas condições de serviço.
PRESSÃO DE AJUSTE (cold differential test pressure) – pressão manométrica na
qual a válvula abre na bancada de teste, na temperatura ambiente e sem
contrapressão.
PRESSÃO DE ALÍVIO (relief pressure) – soma da pressão de abertura e
sobrepressão. É a pressão medida na entrada da válvula, quando a capacidade de
alívio é alcançada, isto é, quando não há mais aumento de pressão na entrada da
válvula.
PRESSÃO DE FECHAMENTO (reseating pressure) – pressão em que a válvula
82
volta a fechar, na qual o disco restabelece contato com o bocal ou na qual na
elevação torna-se zero.
PRESSÃO MÁXIMA DE TRABALHO PERMITIDA (maximum allowable working
pressure) – como definida nos códigos de projeto para vasos de pressão não
sujeitos a fogo, é a máxima pressão manométrica permissível no topo do vaso em
sua posição normal de operação, na temperatura manométrica designada para
aquela pressão. O vaso não deve ser operado acima dessa pressão,
conseqüentemente ela é a maior pressão na qual a válvula de segurança e alívio
primária está ajustada para abrir.
PRESSÃO DE OPERAÇÃO (operating prressure) – pressão efetiva atuando sob a
válvula nas condições de trabalho.
PRESSÃO DE PROJETO (design pressure) – máxima pressão diferencial entre a
parte interna e a externa de um vaso de pressão ou entre compartimentos de um
mesmo vaso. Normalmente, esta pressão está acima da pressão de operação do
vaso e coincide com a pressão de abertura do dispositivo de segurança.
PRESSÃO DE VEDAÇÃO (pressão de selagem) – pressão medida na entrada da
válvula, logo após o seu fechamento, tendo vedação total.
SOBREPRESSÃO (overpressure) – acréscimo de pressão acima da pressão de
abertura durante a descarga da válvula de segurança, que vai permitir a máxima
capacidade de alívio. Expressa em porcentagem da pressão de abertura. É o
mesmo que acumulação quando a válvula está ajustada para a pressão de trabalho
permitida.
VÁLVULA DE SEGURANÇA (relief valve) – dispositivo automático de alívio de
pressão automático, atuado por mola e acionado pela pressão estática à montante
da válvula, que abre proporcionalmente com o aumento da pressão. É usada para
trabalhar com líquidos.
VÁLVULA DE SEGURANÇA E ALÍVIO (safety relief valve) – dispositivo automático
83
de alívio de pressão, adequado para ser usado tanto como válvula de segurança
como de alívio, dependendo da aplicação. É caracterizado por permitir ajuste que
permite ação “pop” ou “não pop”. É usada em vapor, gás e líquido.
VÁLVULA DE SEGURANÇA E ALÍVIO CONVENCIONAL – válvula cujas
características de comportamento (pressão de abertura e fechamento, curso e
capacidade de alívio) são afetadas diretamente pela contrapressão.
VÁLVULA DE SEGURANÇA E ALÍVIO BALANCEADA – válvula que possuem meios
(pistão ou fole) de minimizar os efeitos da contrapressão nas características de
comportamento.
15.REFERÊNCIAS
CHAINHO, José Antônio Pereira. Aspectos Gerenciais da Inspeção de Equipamentos, 2004;
SOUZA, Luiz Antônio Moschini de. Curso “Regulamentação de Segurança para Caldeiras e Vasos de Pressão (NR –13)”, 2003;
ANSI-NB-23 – National Board Inspection Code - NBIC – 1989;
ASME VII – Recomended Guidelines for the Care of Power Boilers – 1992;
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 213-1/2 – 1999;
BPAP – Best Practice Aluminium Production – Intranet – Alumar;
Internet.
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ANEXOS
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ANEXO A – CURRÍCULO MÍNIMO PARA “TREINAMENTO DE SEGURANÇA NA
OPERAÇÃO DE CALDEIRAS”
1 - NOÇÕES DE GRANDEZAS FÍSICAS E UNIDADES Carga horária: 4 horas
1.1- Pressão
1.1.1 - Pressão atmosférica1.1.2 - Pressão interna de um vaso1.1.3 - Pressão manométrica, pressão relativa e pressão absoluta1.1.4 - Unidades de pressão
1.2 - Calor e Temperatura
1.2.1 - Noções gerais: o que é calor, o que é temperatura1.2.2 - Modos de transferência de calor1.2.3 - Calor específico e calor sensível1.2.4 - Transferência de calor a temperatura constante1.2.5 - Vapor saturado e vapor superaquecido1.2.6 - Tabela de vapor saturado
2 - CALDEIRAS - CONSIDERAÇÕES GERAIS Carga horária: 08 horas
2.1 - Tipos de caldeiras e suas utilizações2.2 - Partes de uma caldeira
2.2.1 - Caldeiras flamotubulares2.2.2 - Caldeiras aquotubulares2.2.3 - Caldeiras elétricas2.2.4 - Caldeiras a combustíveis sólidos2.2.5 - Caldeiras a combustíveis líquidos2.2.6 - Caldeiras a gás2.2.7 - Queimadores
2.3 - Instrumentos e dispositivos de controle de caldeira
2.3.1 - Dispositivo de alimentação2.3.2 - Visor de nível2.3.3 - Sistema de controle de nível2.3.4 - Indicadores de pressão2.3.5 - Dispositivos de segurança2.3.6 - Dispositivos auxiliares2.3.7 - Válvulas e tubulações2.3.8 - Tiragem de fumaça
3 - OPERAÇÃO DE CALDEIRAS Carga horária: 12 horas
3.1 - Partida e parada
3.2 - Regulagem e controle;
3.2.1 - de temperatura3.2.2 - de pressão3.2.3 - de fornecimento de energia3.2.4 - do nível de água3.2.5 - de poluentes
3.3 - Falhas de operação, causas e providências
3.4 - Roteiro de vistoria diária
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3.5 - Operação de um sistema de várias caldeiras
3.6 - Procedimentos em situações de emergência
4 - TRATAMENTO DE ÁGUA E MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS Carga horária: 8 horas
4.1 - Impurezas da água e suas conseqüências4.2 - Tratamento de água4.3 - Manutenção de caldeiras
5 - PREVENÇÃO CONTRA EXPLOSÕES E OUTROS RISCOS Carga horária: 4 horas
5.1 - Riscos gerais de acidentes e riscos à saúde5.2 - Riscos de explosão
6 - LEGISLAÇÃO E NORMALIZAÇÃO Carga horária: 4 horas
6.1 - Normas Regulamentadoras
6.2 - Norma Regulamentadora 13 (NR-13)
ANEXO B - CURRÍCULO MÍNIMO PARA “TREINAMENTO DE SEGURANÇA NA OPERAÇÃO DE UNIDADES DE PROCESSO”.
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1 - NOÇÕES DE GRANDEZAS FÍSICAS E UNIDADES Carga horária: 4 horas
1.1 - Pressão
1.1.1 - Pressão atmosférica1.1.2 - Pressão interna de um vaso1.1.3 - Pressão manométrica, pressão relativa e pressão absoluta1.1.4 - Unidades de pressão
1.2 - Calor e temperatura
1.2.1 - Noções gerais: o que é calor, o que é temperatura1.2.2 - Modos de transferência de calor1.2.3 - Calor específico e calor sensível1.2.4 - Transferência de calor a temperatura constante1.2.5 - Vapor saturado e vapor superaquecido.
2 - EQUIPAMENTOS DE PROCESSO Carga horária: estabelecida de acordo com a complexidade da unidade, mantendo um mínimo de 4 horas por item, onde aplicável.
2.1 - Trocadores de calor2.2 - Tubulação, válvulas e acessórios2.3 - Bombas2.4 - Turbinas e ejetores2.5 - Compressores2.6 - Torres, vasos, tanques e reatores2.7 - Fornos2.8 - Caldeiras
3 - ELETRICIDADE Carga horária: 4 horas
4 - INSTRUMENTAÇÃO Carga horária: 8 horas
5 - OPERAÇÃO DA UNIDADECarga horária: estabelecida de acordo com a complexidade da unidade
5.1 - Descrição do processo5.2 - Partida e parada5.3 - Procedimentos de emergência5.4 - Descarte de produtos químicos e preservação do meio ambiente5.5 - Avaliação e controle de riscos inerentes ao processo5.6 - Prevenção contra deterioração, explosão e outros riscos
6 - PRIMEIROS SOCORROS Carga horária: 8 horas
7 - LEGISLAÇÃO E NORMALIZAÇÃO Carga horária: 4 horas
ANEXO C - REQUISITOS PARA CERTIFICAÇÃO DE “SERVIÇO PRÓPRIO DE INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS”
Antes de colocar em prática os períodos especiais entre inspeções, estabelecidos nos subitens 13.5.4 e 13.10.3 desta NR, os “Serviços Próprios de Inspeção de Equipamentos” da empresa, organizados na forma de setor, seção, departamento, divisão, ou equivalente, devem ser
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certificados pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) diretamente ou mediante “Organismos de Certificação” por ele credenciados, que verificarão o atendimento aos seguintes requisitos mínimos expressos nas alíneas "a" a "g". Esta certificação pode ser cancelada sempre que for constatado o não atendimento a qualquer destes requisitos:
a) existência de pessoal próprio da empresa onde estão instalados caldeira ou vaso de pressão, com dedicação exclusiva a atividades de inspeção, avaliação de integridade e vida residual, com formação, qualificação e treinamento compatíveis com a atividade proposta de preservação da segurança;
b) mão-de-obra contratada para ensaios não-destrutivos certificada segundo regulamentação vigente e para outros serviços de caráter eventual, selecionada e avaliada segundo critérios semelhantes ao utilizado para a mão-de-obra própria;
c) serviço de inspeção de equipamentos proposto possuir um responsável pelo seu gerenciamento formalmente designado para esta função;
d) existência de pelo menos um “Profissional Habilitado”, conforme definido no subitem 13.1.2;
e) existência de condições para manutenção de arquivo técnico atualizado, necessário ao atendimento desta NR, assim como mecanismos para distribuição de informações quando requeridas;
f) existência de procedimentos escritos para as principais atividades executadas;
g) existência de aparelhagem condizente com a execução das atividades propostas.
ANEXO D - CLASSIFICAÇÃO DE VASOS DE PRESSÃO
GRUPO DE POTENCIAL DE RISCO
1P.V ³ 100
2P.V < 100P.V ³ 30
3P.V. < 30P.V ³ 2,5
4P.V < 2,5P.V ³ 1
5P.V < 1
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CLASSE DE
FLUIDOCATEGORIAS
“A”1. Inflamáveis2. Combustível
com temperatura igual ou superior a 200ºC
3. Tóxico com limite de tolerância £ 20 ppm
4. Hidrogênio5. Acetileno
I I II III III
“B”1. Combustível
com temperatura menor que 200ºC
2. Tóxico com limite de tolerância > 20 ppm
I II III IV IV
“C”1. Vapor de água2. Gases
asfixiantes simples
3. Ar comprimido
I II III IV V
“D”1. Água ou outros
fluidos não enquadrados nas classes “A”, “B” ou “C”, com temperatura superior a 50ºC.
II III IV V V
ANEXO E – EXEMPLOS DE COMO CLASSIFICAR UM VASO DE PRESSÃO
a) Para verificar se o vaso se enquadra na NR–13.
Máxima Pressão de Operação = 20,4Kgf/cm2
Para transformar para KPa 20,4 = 2000,6 KPa
0,010197
PxV = 2000,6 (KPa) x 785 (m3)
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NOTAS:a) Considerar Volume em m3 e Pressão em MPa.b) Considerar 1 MPa correspondendo a 10,197 kgf/cm2 .
PxV = 1.570.471,0
PxV >> 8; portanto o vaso se enquadra na NR–13.
b) Para determinar a categoria do vaso.
Produto Etileno = fluido inflamável = fluído classe “A”
Entrando na Tabela de Classe de Fluído:
PxV= 2,0006 (MPa) x 785 (m3 ) = 1570,47 (portanto, PxV > 100)
Com PxV > 100 (constata-se na tabela que o vaso é da categoria I)
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![Monografia 2003 Final[1]](https://img.document.onl/doc/110x75/5571f25349795947648c7578/monografia-2003-final1.jpg)
![Final Monografia Regina4[1]](https://img.document.onl/doc/110x75/5571fd9b4979599169997d66/final-monografia-regina41.jpg)
