189
NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 Treinamento de Segurança

na Operação de Caldeiras

Page 2: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR 13 - Treinamento de Segurança

na Operação de Caldeiras

Macaé, RJ

Page 3: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

ÍNDICE

ANEXOS .................................................................................................. 10

1. NOÇÕES DE GRANDEZAS E UNIDADES ................................................. 57

1.1. PRESSÃO ........................................................................... 57

1.1.1. PRESSÃO ATMOSFÉRICA .......................................................... 58

1.1.2. PRESSÃO INTERNA DE UM VASO ............................................... 61

1.1.3. PRESSÃO MANOMÉTRICA, PRESSÃO RELATIVA E PRESSÃO

ABSOLUTA 61

1.1.4. UNIDADES DE PRESSÃO ........................................................... 64

1.2. CALOR E TEMPERATURA ....................................................... 65

1.2.1. NOÇÕES GERAIS: O QUE É CALOR, O QUE É TEMPERATURA ......... 65

1.2.2. MODOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR ..................................... 68

1.2.3. CALOR ESPECÍFICO E CALOR SENSÍVEL ..................................... 72

1.2.4. TRANSFERÊNCIA DE CALOR À TEMPERATURA CONSTANTE ........... 75

1.2.5. VAPOR SATURADO E VAPOR SUPERAQUECIDO ............................ 75

2. CALDEIRAS - CONDIÇÕES GERAIS ....................................................... 77

2.1. TIPOS DE CALDEIRAS E SUAS UTILIZAÇÕES .......................... 78

2.1.1. CALDEIRAS FLAMOTUBULARES ................................................. 78

2.1.2. CALDEIRAS AQUATUBULARES ................................................... 79

2.1.3. CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS ..................................... 80

2.1.4. CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS .................................... 80

2.1.5. CALDEIRAS A GÁS ................................................................... 80

2.1.6. CALDEIRAS DE RECUPERAÇÃO .................................................. 81

2.1.7. CALDEIRAS ELÉTRICAS ............................................................ 81

2.2. PARTES DE UMA CALDEIRA .................................................. 81

2.2.1. PARTES DE UMA CALDEIRA FLAMOTUBULARES ........................... 81

2.2.2. PARTES DE UMA CALDEIRA AQUATUBULAR ................................ 83

2.3. INSTRUMENTOS E DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE CALDEIRA 87

2.3.1. DISPOSITIVO DE ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO .................................. 87

2.3.2. INDICADORES DE NÍVEL .......................................................... 89

2.3.3. SISTEMA DE CONTROLE DE NÍVEL ............................................. 92

2.3.4. INDICADORES DE PRESSÃO ..................................................... 92

2.3.5. ACESSÓRIOS PARA MANÔMETROS ............................................ 94

Page 4: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

2.3.6. DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA ................................................ 98

2.3.7. DISPOSITIVOS AUXILIARES .....................................................101

2.3.8. TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E ACESSÓRIOS. .................................102

2.3.9. TIRAGEM DE FUMAÇA .............................................................106

3. OPERAÇÃO DE CALDEIRAS .................................................................109

3.1. PARTIDA E PARADA ........................................................... 109

3.2. REGULAGEM E CONTROLE .................................................. 113

3.2.1. TEMPERATURA .......................................................................113

3.2.2. PRESSÃO NA FORNALHA .........................................................115

3.2.3. CONTROLE DE NÍVEL DE ÁGUA ................................................116

3.2.4. CONTROLE DE POLUENTES ......................................................117

3.3. FALHAS DE OPERAÇÃO, CAUSAS E PROVIDÊNCIAS ............... 120

3.4. ROTEIRO DE VISTORIA DIÁRIA ........................................... 121

3.5. OPERAÇÃO DE UM SISTEMA DE VÁRIAS CALDEIRAS .............. 123

3.6. PROCEDIMENTO EM SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA ................. 124

4. TRATAMENTO DE ÁGUA E MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS ........................125

4.1. IMPUREZAS DA ÁGUA E SUAS CONSEQUÊNCIAS .................. 125

4.2. TRATAMENTO DE ÁGUA DE CALDEIRAS ................................ 129

4.3. MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS ............................................. 134

5. PREVENÇÃO CONTRA EXPLOSÕES E OUTROS RISCOS ...........................137

5.1. RISCOS DE EXPLOSÃO ....................................................... 137

5.2. OUTROS RISCOS DE ACIDENTES E RISCOS À SAÚDE ............ 161

6. LEGISLAÇÃO E NORMALIZAÇÃO ..........................................................164

6.1. NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS ....................................... 164

6.2. REGULAMENTAÇÕES DO MINISTÉRIO DO TRABALHO ............. 165

6.3. RESUMO DAS NR´S .......................................................... 167

6.4. A NORMA NR-13 – CALDEIRAS ............................................ 178

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ....................................................................189

Page 5: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc

Page 6: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

REGRAS

REGRAS FALCK

Respeite todos os sinais de advertência, avisos de segurança e instruções;

Roupas soltas, joias, piercings etc. não devem ser usados durante os

exercícios práticos;

Não é permitido o uso de camiseta sem manga, “shorts” ou minissaias,

sendo obrigatório o uso de calças compridas e de calçados fechados;

Terão prioridade de acessar o refeitório instrutores e assistentes;

Não transite pelas áreas de treinamento sem prévia autorização. Use o EPI

nas áreas recomendadas;

Os treinandos são responsáveis por seus valores. Armários com cadeado e

chaves estão disponíveis e será avisado quando devem ser usados. A Falck

Safety Services não se responsabiliza por quaisquer perdas ou danos;

O fumo é prejudicial à saúde. Só é permitido fumar em áreas previamente

demarcadas;

Indivíduos considerados sob efeito do consumo de álcool ou drogas ilícitas

serão desligados do treinamento e reencaminhados ao seu empregador;

Durante as instruções telefones celulares devem ser desligados;

Aconselha-se que as mulheres não façam o uso de sapato de salto fino;

Não são permitidas brincadeiras inconvenientes, empurrões, discussões e

discriminação de qualquer natureza;

Os treinandos devem seguir instruções dos funcionários da Falck durante

todo o tempo;

É responsabilidade de todo treinando assegurar a segurança do

treinamento dentro das melhores condições possíveis. Condições ou atos

inseguros devem ser informados imediatamente aos instrutores;

Fotografias, filmagens ou qualquer imagem de propriedade da empresa,

somente poderá ser obtida com prévia autorização;

Page 7: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

Gestantes não poderão realizar os treinamentos devido aos exercícios

práticos;

Se, por motivo de força maior, for necessário ausentar-se durante o

período de treinamento, solicite o formulário específico para autorização de

saída. Seu período de ausência será informado ao seu empregador e se

extrapolar o limite de 10% da carga horária da Disciplina, será motivo para

desligamento;

A Falck Safety Services garante a segurança do transporte dos treinandos

durante a permanência na Empresa em veículos por ela designados, não

podendo ser responsabilizada em caso de transporte em veículo particular;

Os Certificados/Carteiras serão entregues à Empresa contratante. A

entrega ao portador somente mediante prévia autorização da Empresa

contratante. Alunos particulares deverão aguardar o resultado das Avaliações e,

quando aprovados, receber a Carteira do Treinamento;

Pessoas que agirem em desacordo com essas regras ou que

intencionalmente subtraírem ou danificarem equipamentos serão

responsabilizadas e tomadas as providências que o caso venha a exigir.

DIRETRIZES GERAIS DO CURSO

Quanto à Estruturação do Curso

O candidato, no ato da matrícula, deverá apresentar à instituição que vai

ministrar o curso, cópia e o original (para verificação) ou cópia autenticada dos

seguintes comprovantes:

Ter mais de dezoito (18) anos, no dia da matrícula;

Ter concluído o ensino fundamental;

Atestado de boas condições de saúde física e mental;

Page 8: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

Quanto à Frequência às Aulas

O aluno deverá obter o mínimo de 90% de freqüência no total das aulas

ministradas no curso.

Para efeito das alíneas descritas acima, será considerada falta: o não

comparecimento às aulas, o atraso superior a 10 minutos em relação ao início

de qualquer atividade programada ou a saída não autorizada durante o seu

desenvolvimento.

Quanto à Aprovação no Curso

Será considerado aprovado o aluno que:

Obtiver nota igual ou superior a 6,0 (seis) em uma escala de 0 a

10 (zero a dez) na avaliação teórica e alcançar o conceito

satisfatório nas atividades práticas.

Tiver a freqüência mínima exigida (90%).

Caso o aluno não cumpra as condições descritas nas alíneas acima, será

considerado reprovado.

CERTIFICAÇÃO

A certificação deste curso está em acordo com a NR-13 pela Portária SIT

n.º 594, de 28 de abril 2014, altera a Norma Regulamentadora n.º 13 –

Caldeiras e Vasos de Pressão. Que estabelece requisitos mínimos para gestão da

integridade estrutural de caldeiras a vapor, vasos de pressão e suas tubulações

de interligação nos aspectos relacionados à instalação, inspeção, operação e

manutenção, visando à segurança e à saúde dos trabalhadores.

RESOLUÇÕES DA NR-13

Operações de unidades que possuam caldeiras, item 13.1.1.

Pré-requisitos mínimos para treinamento, item A1. 2.

Page 9: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

Obrigatoriedade do "Treinamento de Segurança na Operação de

Unidades de Processo”, item A1. 1.

Cumprimento de estágio prático supervisionado, item A 1.5.

Reciclagem dos trabalhadores, item A 1.6.

OBJETIVO

Fornecer conhecimentos ao aluno a fim de permitir que ele/ela identifique

e siga as instruções da regulamentação de segurança NR-13, para obter

conhecimentos sobre os requisitos da norma visando à adequação ao

"Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo”, bem como,

das suas últimas atualizações.

Page 10: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 10

ANEXOS

NR-13 CALDEIRAS, VASOS DE PRESSÃO E TUBULAÇÕES

Publicação D.O.U.

Portaria GM n.º 3.214, de 08 de junho de 1978 06/07/78

Alterações/Atualizações D.O.U.

Portaria SSMT n.º 12, de 06 de junho de 1983 14/06/83

Portaria SSMT n.º 02, de 08 de maio de 1984 07/06/84

Portaria SSST n.º 23, de 27 de dezembro de 1994 Rep.: 26/04/95

Portaria SIT n.º 57, de 19 de junho de 2008 24/06/08

Portaria MTE n.º 594, de 28 de abril de 2014 30/04/14

(Redação dada pela Portaria MTE n.º 594, de 28 de abril de 2014).

SUMÁRIO:

13.1. Introdução

13.2. Abrangência

13.3. Disposições Gerais

13.4. Caldeiras

13.5. Vasos de Pressão

13.6. Tubulações

13.7. Glossário

Anexo I - Capacitação de Pessoal.

Anexo II - Requisitos para Certificação de Serviço Próprio de Inspeção de

Equipamentos.

13.1 Introdução

13.1.1 Esta Norma Regulamentadora - NR estabelece requisitos mínimos

para gestão da integridade estrutural de caldeiras a vapor, vasos de pressão e

suas tubulações de interligação nos aspectos relacionados à instalação,

inspeção, operação e manutenção, visando à segurança e à saúde dos

trabalhadores.

Page 11: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |11

13.1.2 O empregador é o responsável pela adoção das medidas

determinadas nesta NR.

13.2 Abrangência

13.2.1 Esta NR deve ser aplicada aos seguintes equipamentos:

a) todos os equipamentos enquadrados como caldeiras conforme item

13.4.1.1;

b) vasos de pressão cujo produto P.V seja superior a 8 (oito), onde P é

a pressão máxima de operação em kPa e V o seu volume interno em

m3;

c) vasos de pressão que contenham fluido da classe A, especificados no

item 13.5.1.2, alínea “a)”, independente das dimensões e do

produto P.V;

d) recipientes móveis com P.V superior a 8 (oito) ou com fluido da

classe A, especificados no item 13.5.1.2, alínea “a)”;

e) tubulações ou sistemas de tubulação interligados a caldeiras ou

vasos de pressão, que contenham fluidos de classe A ou B conforme

item 13.5.1.2, alínea “a)” desta NR.

13.2.2 Os equipamentos abaixo referenciados devem ser submetidos às

inspeções previstas em códigos e normas nacionais ou internacionais a eles

relacionados, ficando dispensados do cumprimento dos demais requisitos desta

NR:

a) recipientes transportáveis, vasos de pressão destinados ao

transporte de produtos, reservatórios portáteis de fluido comprimido

e extintores de incêndio;

b) vasos de pressão destinados à ocupação humana;

c) vasos de pressão que façam parte integrante de pacote de máquinas

de fluido rotativas ou alternativas;

d) dutos;

Page 12: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 12

e) fornos e serpentinas para troca térmica;

f) tanques e recipientes para armazenamento e estocagem de fluidos

não enquadrados em normas e códigos de projeto relativos a vasos

de pressão;

g) vasos de pressão com diâmetro interno inferior a 150 mm (cento e

cinquenta milímetros) para fluidos das classes B, C e D, conforme

especificado no item 13.5.1.2, alínea “a)”;

h) trocadores de calor por placas corrugadas gaxetadas;

i) geradores de vapor não enquadrados em códigos de vasos de

pressão;

j) tubos de sistemas de instrumentação com diâmetro nominal ≤ 12,7

mm (doze milímetros e sete décimos);

k) tubulações de redes públicas de tratamento e distribuição de água e

gás e de coleta de esgoto.

13.3 Disposições Gerais

13.3.1 Constitui condição de risco grave e iminente - RGI o não

cumprimento de qualquer item previsto nesta NR que possa causar acidente ou

doença relacionada ao trabalho, com lesão grave à integridade física do

trabalhador, especialmente:

a) operação de equipamentos abrangidos por esta NR sem dispositivos

de segurança ajustados com pressão de abertura igual ou inferior a

pressão máxima de trabalho admissível - PMTA, instalado

diretamente no vaso ou no sistema que o inclui, considerados os

requisitos do código de projeto relativos a aberturas escalonadas e

tolerâncias de calibração;

b) atraso na inspeção de segurança periódica de caldeiras;

c) bloqueio inadvertido de dispositivos de segurança de caldeiras e

vasos de pressão, ou seu bloqueio intencional sem a devida

Page 13: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |13

justificativa técnica baseada em códigos, normas ou procedimentos

formais de operação do equipamento;

d) ausência de dispositivo operacional de controle do nível de água de

caldeira;

e) operação de equipamento enquadrado nesta NR com deterioração

atestada por meio de recomendação de sua retirada de operação

constante de parecer conclusivo em relatório de inspeção de

segurança, de acordo com seu respectivo código de projeto ou de

adequação ao uso;

f) operação de caldeira por trabalhador que não atenda aos requisitos

estabelecidos no Anexo I desta NR, ou que não esteja sob

supervisão, acompanhamento ou assistência específica de operador

qualificado.

13.3.1.1 Por motivo de força maior e com justificativa formal do

empregador, acompanhada por análise técnica e respectivas medidas de

contingência para mitigação dos riscos, elaborada por Profissional Habilitado -

PH ou por grupo multidisciplinar por ele coordenado, pode ocorrer postergação

de até 6 (seis) meses do prazo previsto para a inspeção de segurança periódica

da caldeira.

13.3.1.1.1 O empregador deve comunicar ao sindicato dos trabalhadores

da categoria predominante no estabelecimento a justificativa formal para

postergação da inspeção de segurança periódica da caldeira.

13.3.2 Para efeito desta NR, considera-se Profissional Habilitado - PH

aquele que tem competência legal para o exercício da profissão de engenheiro

nas atividades referentes a projeto de construção, acompanhamento da

operação e da manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras,

Page 14: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 14

vasos de pressão e tubulações, em conformidade com a regulamentação

profissional vigente no País.

13.3.3 Todos os reparos ou alterações em equipamentos abrangidos por

esta NR devem respeitar os respectivos códigos de projeto e pós-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.

13.3.4 Quando não for conhecido o código de projeto, deve ser respeitada

a concepção original do vaso de pressão, caldeira ou tubulação, empregando-se

os procedimentos de controle prescritos pelos códigos pertinentes.

13.3.5 A critério do PH podem ser utilizadas tecnologias de cálculo ou

procedimentos mais avançados, em substituição aos previstos pelos códigos de

projeto.

13.3.6 Projetos de alteração ou reparo - PAR devem ser concebidos

previamente nas seguintes situações:

a) sempre que as condições de projeto forem modificadas;

b) sempre que forem realizados reparos que possam comprometer a

segurança.

13.3.7 O PAR deve:

a) ser concebido ou aprovado por PH;

b) determinar materiais, procedimentos de execução, controle de

qualidade e qualificação de pessoal;

c) ser divulgado para os empregados do estabelecimento que estão

envolvidos com o equipamento.

Page 15: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |15

13.3.8 Todas as intervenções que exijam mandrilamento ou soldagem em

partes que operem sob pressão devem ser objeto de exames ou testes para

controle da qualidade com parâmetros definidos pelo PH, de acordo com normas

ou códigos aplicáveis.

13.3.9 Os sistemas de controle e segurança das caldeiras e dos vasos de

pressão devem ser submetidos à manutenção preventiva ou preditiva.

13.3.10 O empregador deve garantir que os exames e testes em

caldeiras, vasos de pressão e tubulações sejam executados em condições de

segurança para seus executantes e demais trabalhadores envolvidos.

13.3.11 O empregador deve comunicar ao órgão regional do Ministério do

Trabalho e Emprego e ao sindicato da categoria profissional predominante no

estabelecimento a ocorrência de vazamento, incêndio ou explosão envolvendo

equipamentos abrangidos nesta NR que tenha como consequência uma das

situações a seguir:

a) morte de trabalhador (es);

b) acidentes que implicaram em necessidade de internação hospitalar

de trabalhador (es);

c) eventos de grande proporção.

13.3.11.1 A comunicação deve ser encaminhada até o segundo dia útil

após a ocorrência e deve conter:

a) razão social do empregador, endereço, local, data e hora da

ocorrência;

b) descrição da ocorrência;

c) nome e função da (s) vítima(s);

d) procedimentos de investigação adotados;

e) cópia do último relatório de inspeção de segurança do equipamento

envolvido;

f) cópia da comunicação de acidente de trabalho (CAT).

Page 16: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 16

13.3.11.2 Na ocorrência de acidentes previstos no item 13.3.11, o

empregador deve comunicar a representação sindical dos trabalhadores

predominante do estabelecimento para compor uma comissão de investigação.

13.3.11.3 Os trabalhadores, com base em sua capacitação e experiência,

devem interromper suas tarefas, exercendo o direito de recusa, sempre que

constatarem evidências de riscos graves e iminentes para sua segurança e

saúde ou de outras pessoas, comunicando imediatamente o fato a seu superior

hierárquico.

13.3.11.3.1 É dever do empregador:

a) assegurar aos trabalhadores o direito de interromper suas

atividades, exercendo o direito de recusa nas situações previstas no

item 13.3.11.3, e em consonância com o item 9.6.3 da Norma

Regulamentadora 9;

b) diligenciar de imediato as medidas cabíveis para o controle dos

riscos.

13.3.11.4 O empregador deverá apresentar, quando exigida pela

autoridade competente do órgão regional do Ministério do Trabalho e Emprego,

a documentação mencionada nos itens 13.4.1.6, 13.5.1.6 e 13.6.1.4.

13.4 Caldeiras

13.4.1 Caldeiras a vapor - disposições gerais

13.4.1.1 Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e

acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de

energia, projetados conforme códigos pertinentes, excetuando-se refervedores e

similares.

13.4.1.2 Para os propósitos desta NR, as caldeiras são classificadas em 3

(três) categorias, conforme segue:

Page 17: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |17

a) caldeiras da categoria A são aquelas cuja pressão de operação é

igual ou superior a 1960 kPa (19,98 kgf/cm2);

b) caldeiras da 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 l (cem litros);

c) caldeiras da categoria B são todas as caldeiras que não se

enquadram nas categorias anteriores.

13.4.1.3 As caldeiras devem ser dotadas dos seguintes itens:

a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor

igual ou inferior a PMTA, considerados os requisitos do código de

projeto relativos a aberturas escalonadas e tolerâncias de

calibração;

b) instrumento que indique a pressão do vapor acumulado;

c) injetor ou sistema de alimentação de água independente do principal

que evite o superaquecimento por alimentação deficiente, acima das

temperaturas de projeto, de caldeiras de combustível sólido não

atomizado ou com queima em suspensão;

d) sistema dedicado de drenagem rápida de água em caldeiras de

recuperação de álcalis, com ações automáticas após acionamento

pelo operador;

e) sistema automático de controle do nível de água com

intertravamento que evite o superaquecimento por alimentação

deficiente.

13.4.1.4 Toda caldeira deve ter afixada em seu corpo, em local de fácil

acesso e bem visível, placa de identificação indelével com, no mínimo, as

seguintes informações:

a) nome do fabricante;

b) número de ordem dado pelo fabricante da caldeira;

Page 18: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 18

c) ano de fabricação;

d) pressão máxima de trabalho admissível;

e) pressão de teste hidrostático de fabricação;

f) capacidade de produção de vapor;

g) área de superfície de aquecimento;

h) código de projeto e ano de edição.

13.4.1.5 Além da placa de identificação, deve constar, em local visível, a

categoria da caldeira, conforme definida no item 13.4.1.2 desta NR, e seu

número ou código de identificação.

13.4.1.6 Toda caldeira deve possuir, no estabelecimento onde estiver

instalada, a seguinte documentação devidamente atualizada:

a) Prontuário da caldeira, fornecido por seu fabricante, contendo as

seguintes informações:

Código de projeto e ano de edição;

Especificação dos materiais;

Procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final;

Metodologia para estabelecimento da PMTA;

Registros da execução do teste hidrostático de fabricação;

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, em conformidade com o item 13.4.1.9;

c) Projeto de Instalação, em conformidade com o item 13.4.2.1;

Page 19: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |19

d) PAR, em conformidade com os itens 13.3.6 e 13.3.7;

e) Relatórios de inspeção, em conformidade com o item 13.4.4.14;

f) Certificados de calibração dos dispositivos de segurança.

13.4.1.7 Quando inexistente ou extraviado, o prontuário da caldeira deve

ser reconstituído pelo empregador, com responsabilidade técnica do fabricante

ou de PH, sendo imprescindível a reconstituição das características funcionais,

dos dados dos dispositivos de segurança e memória de cálculo da PMTA.

13.4.1.8 Quando a caldeira for vendida ou transferida de

estabelecimento, os documentos mencionados nas alíneas “a” “a”, “d”, e “e” do

item 13.4.1.6 devem acompanhá-la.

13.4.1.9 O Registro de Segurança deve ser constituído por livro de

páginas numeradas, pastas ou sistema informatizado com confiabilidade

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 inicial, periódica e

extraordinária, devendo constar a condição operacional da caldeira,

o nome legível e assinatura de PH e do operador de caldeira

presente na ocasião da inspeção.

13.4.1.10 Caso a caldeira venha a ser considerado inadequado para uso,

o Registro de Segurança deve conter tal informação e receber encerramento

formal.

13.4.1.11 A documentação referida no item 13.4.1.6 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

Page 20: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 20

Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA, devendo o empregador assegurar

pleno acesso a essa documentação.

13.4.2 Instalação de caldeiras a vapor

13.4.2.1 A autoria do projeto de instalação de caldeiras a vapor, no que

concerne ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de PH, e deve

obedecer aos aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas

Normas Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis.

13.4.2.2 As caldeiras de qualquer estabelecimento devem ser instaladas

em casa de caldeiras ou em local específico para tal fim, denominado área de

caldeiras.

13.4.2.3 Quando a caldeira for instalada em ambiente aberto, a área de

caldeiras deve satisfazer aos seguintes requisitos:

a) estar afastada de, no mínimo, 3,0 m (três metros) de:

Outras instalações do estabelecimento;

De depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para

partida com até 2000 l (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, sinalizadas 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;

Page 21: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |21

f) ter sistema de iluminação de emergência caso opere à noite.

13.4.2.4 Quando a caldeira estiver instalada em ambiente fechado, 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 a outras instalações do

estabelecimento, porém com as outras paredes afastadas de, no

mínimo, 3,0 m (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 l (dois mil litros) de capacidade;

b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente

desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções distintas;

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.

13.4.2.5 Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto nos

itens 13.4.2.3 e 13.4.2.4, deve ser elaborado projeto alternativo de instalação,

com medidas complementares de segurança, que permitam a atenuação dos

Page 22: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 22

riscos, comunicando previamente a representação sindical dos trabalhadores

predominante no estabelecimento.

13.4.2.6 As caldeiras classificadas na categoria A devem possuir painel de

instrumentos instalados em sala de controle, construída segundo o que

estabelecem as Normas Regulamentadoras aplicáveis.

13.4.3 Segurança na operação de caldeiras

13.4.3.1 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.

13.4.3.2 Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos

calibrados e em boas condições operacionais.

13.4.3.2.1 Poderá ocorrer a neutralização provisória nos instrumentos e

controles, desde que não seja reduzida a segurança operacional, e que esteja

prevista nos procedimentos formais de operação e manutenção, ou com

justificativa formalmente documentada, com prévia análise técnica e respectivas

medidas de contingência para mitigação dos riscos elaborada pelo responsável

técnico do processo, com anuência do PH.

13.4.3.3 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, sendo estes

tratamentos obrigatórios em caldeiras classificadas como categoria A, conforme

Page 23: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |23

item 13.4.1.2 desta NR.

13.4.3.4 Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operação

e controle de operador de caldeira.

13.4.3.5 Será considerado operador de caldeira aquele que satisfizer o

disposto no item A do Anexo I desta NR.

13.4.4 Inspeção de segurança de caldeiras.

13.4.4.1 As caldeiras devem ser submetidas a inspeções de segurança

inicial, periódica e extraordinária.

13.4.4.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em caldeiras

novas, antes da entrada em funcionamento, no local de operação, devendo

compreender exame interno, seguido de teste de estanqueidade e exame

externo.

13.4.4.3 As caldeiras devem obrigatoriamente ser submetidas a Teste

Hidrostático - TH em sua fase de fabricação, com comprovação por meio de

laudo assinado por PH, e ter o valor da pressão de teste afixado em sua placa

de identificação.

13.4.4.3.1 Na falta de comprovação documental de que o Teste

Hidrostático - TH tenha sido realizado na fase de fabricação, se aplicará o

disposto a seguir:

a) para equipamentos fabricados ou importados a partir da vigência

desta NR, o TH deve ser feito durante a inspeção de segurança

inicial;

b) para equipamentos em operação antes da vigência desta NR, a

critério do PH, o TH deve ser realizado na próxima inspeção de

segurança periódica.

Page 24: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 24

13.4.4.4 A inspeção de segurança periódica, constituída por exames

interno e externo, deve ser executada nos seguintes prazos máximos:

a) 12 (doze) meses para caldeiras das categorias A, B e C;

b) 15 (quinze) 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.

13.4.4.5 Estabelecimentos que possuam Serviço Próprio de Inspeção de

Equipamentos - SPIE, conforme estabelecido no Anexo II, podem estender seus

períodos entre inspeções de segurança, respeitando os seguintes prazos

máximos:

a) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras de recuperação de

álcalis;

b) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras das categorias B e C;

c) 30 (trinta) meses para caldeiras da categoria A;

d) 40 (quarenta) meses para caldeiras especiais conforme, definição no

item 13.4.4.6.

13.4.4.6 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 SPIE citado

no Anexo II;

b) tenham testados a cada 12 (doze) meses o sistema de

intertravamento e a pressão de abertura de cada válvula de

segurança;

Page 25: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |25

c) não apresentem variações inesperadas na temperatura de saída dos

gases e do vapor durante a operação;

d) existam análise e controle periódico da qualidade da água;

e) exista controle de deterioração dos materiais que compõem as

principais partes da caldeira;

f) exista parecer técnico de PH fundamentando a decisão.

13.4.4.6.1 O empregador deve comunicar ao Órgão Regional do

Ministério do Trabalho e Emprego e ao sindicato dos trabalhadores da categoria

predominante no estabelecimento, previamente, o enquadramento da caldeira

como especial.

13.4.4.7 No máximo, ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua

inspeção subsequente, as caldeiras devem ser submetidas a uma avaliação de

integridade com maior abrangência para determinar a sua vida remanescente e

novos prazos máximos para inspeção, caso ainda estejam em condições de uso.

13.4.4.8 As válvulas de segurança instaladas em caldeiras devem ser

inspecionadas periodicamente conforme segue:

a) pelo menos 1 (uma) vez por mês, mediante acionamento manual da

alavanca, em operação, para caldeiras das categorias B e C,

excluídas as caldeiras que vaporizem fluido térmico e as que

trabalhem com água tratada conforme previsto no item 13.4.3.3;

b) as válvulas flangeadas ou roscadas devem ser desmontadas,

inspecionadas e testadas em bancada, e, no caso de válvulas

soldadas, feito o mesmo no campo, com uma frequência compatível

com o histórico operacional das mesmas, sendo estabelecidos como

limites máximos para essas atividades os períodos de inspeção

estabelecidos nos itens 13.4.4.4 e 13.4.4.5, se aplicável, para

caldeiras de categorias A e B.

Page 26: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 26

13.4.4.9 Adicionalmente aos testes prescritos no item 13.4.4.8, as

válvulas de segurança instaladas em caldeiras podem ser submetidas a testes

de acumulação, a critério do PH.

13.4.4.10 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 à alteração ou reparo importante

capaz de alterar suas condições de segurança;

c) antes de a caldeira ser recolocada em funcionamento, quando

permanecer inativa por mais de 6 (seis) meses;

d) quando houver mudança de local de instalação da caldeira.

13.4.4.11 A inspeção de segurança deve ser realizada sob a

responsabilidade técnica de PH.

13.4.4.12 Imediatamente após a inspeção da caldeira, deve ser anotada

no seu Registro de Segurança a sua condição operacional, e, em até 60

(sessenta) dias, deve ser emitido o relatório, que passa a fazer parte da sua

documentação, podendo este prazo ser estendido para 90 (noventa) dias em

caso de parada geral de manutenção.

13.4.4.13 O empregador deve informar à representação sindical da

categoria profissional predominante no estabelecimento, num prazo máximo de

30 (trinta) dias após o término da inspeção de segurança, a condição

operacional da caldeira.

13.4.4.13.1 Mediante o recebimento de requisição formal, o empregador

deve encaminhar à representação sindical predominante no estabelecimento, no

prazo máximo de 10 (dez) dias após a sua elaboração, a cópia do relatório de

Page 27: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |27

inspeção.

13.4.4.13.2 A representação sindical da categoria profissional

predominante no estabelecimento poderá solicitar ao empregador que seja

enviada de maneira regular cópia do relatório de inspeção de segurança da

caldeira em prazo de 30 (trinta) dias após a sua elaboração, ficando o

empregador desobrigado a atender os itens 13.4.4.13 e 13.4.4.13.1.

13.4.4.14 O relatório de inspeção, mencionado no item 13.4.1.6, alínea

“e”, deve ser elaborado em páginas numeradas contendo 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, exames e testes executados;

g) registros fotográficos do exame interno da caldeira;

h) resultado das inspeções e providências;

i) relação dos itens desta NR que não estão sendo atendidos;

j) recomendações e providências necessárias;

k) parecer conclusivo quanto à integridade da caldeira até a próxima

inspeção;

l) data prevista para a nova inspeção de segurança da caldeira;

m) nome legível, assinatura e número do registro no conselho

profissional do PH e nome legível e assinatura de técnicos que

participaram da inspeção.

13.4.4.15 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser

registradas e implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e

Page 28: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 28

responsáveis pela execução.

13.4.4.16 Sempre que os resultados da inspeção determinarem

alterações dos dados de projeto, a placa de identificação e a documentação do

prontuário devem ser atualizados.

13.5 Vasos de Pressão

13.5.1 Vasos de pressão - disposições gerais.

13.5.1.1 Vasos de pressão são equipamentos que contêm fluidos sob

pressão interna ou externa, diferente da atmosférica.

13.5.1.2 Para efeito desta NR, os vasos de pressão são classificados em

categorias segundo a classe de fluido e o potencial de risco.

a) Os fluidos contidos nos vasos de pressão são classificados conforme

descrito a seguir:

Classe A:

Fluidos

Inflamáveis;

Fluidos combustíveis com temperatura superior ou igual a 200 ºC

(duzentos graus Celsius);

Fluidos tóxicos com limite de tolerância igual ou inferior a 20 (vinte)

partes por milhão (ppm);

Hidrogênio;

Acetileno.

Classe B:

Fluidos combustíveis com temperatura inferior a 200 ºC (duzentos

graus Celsius);

Fluidos tóxicos com limite de tolerância superior a 20 (vinte) partes

por milhão (ppm).

Page 29: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |29

Classe C:

Vapor de água, gases asfixiantes simples ou ar comprimido.

Classe D:

Outro fluido não enquadrado acima.

b) Quando se tratar de mistura deverá ser considerado para fins de

classificação o fluido que apresentar maior risco aos trabalhadores e

instalações, considerando-se sua toxicidade, inflamabilidade e

concentração.

c) Os vasos de pressão são classificados em grupos de potencial de

risco em função do produto P.V, onde P é a pressão máxima de

operação em MPa e V o seu volume em m3, conforme segue:

Grupo 1 - P.V ≥ 100

Grupo 2 - P.V < 100 e P.V ≥ 30

Grupo 3 - P.V < 30 e P.V ≥ 2,5

Grupo 4 - P.V < 2,5 e P.V ≥ 1

Grupo 5 - P.V < 1

d) Vasos de pressão que operem sob a condição de vácuo devem se

enquadrar nas seguintes categorias:

Categoria I: para fluidos inflamáveis ou combustíveis;

Categoria V: para outros fluidos.

e) A tabela a seguir classifica os vasos de pressão em categorias de

acordo com os grupos de potencial de risco e a classe de fluido

contido.

Page 30: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 30

CATEGORIAS DE VASOS DE PRESSÃO

Notas:

a) Considerar volume em m³ e pressão em MPa;

b) Considerar 1 MPa correspondente a 10,197 kgf/cm².

13.5.1.3 Os vasos de pressão devem ser dotados dos seguintes itens:

a) válvula ou outro dispositivo de segurança com pressão de abertura

ajustada em valor igual ou inferior à PMTA, instalado diretamente no

vaso ou no sistema que o inclui, considerados os requisitos do

código de projeto relativos a aberturas escalonadas e tolerâncias de

calibração;

b) meios utilizados contra o bloqueio inadvertido de dispositivo de

segurança quando este não estiver instalado diretamente no vaso;

Classe de Fluido

Grupo de Potencial de Risco

1 2 3 4 5

P.V ≥ 100 P.V < 100 e

P.V ≥ 30

P.V < 30 e

P.V ≥ 2.5

P.V < 2.5 e

P.V ≥ 1 P.V < 1

CATEGORIAS

CLASSE A

- Fluidos inflamáveis, e

fluidos combustíveis com

temperatura igual ou superior a 200°C

- Tóxico com limite de

tolerância ≤ 20 ppm

- Hidrogênio

- Acetileno.

I I II III III

CLASSE B

- Fluidos combustíveis com temperatura menor

que 200°C

- Fluidos tóxicos com limite de tolerância > 20

ppm

I II III IV IV

CLASSE C

- Vapor de água

- Gases asfixiantes simples

- Ar comprimido

I II III IV V

CLASSE C

- Outro fluido II III IV V V

Page 31: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |31

c) instrumento que indique a pressão de operação, instalado

diretamente no vaso ou no sistema que o contenha.

13.5.1.4 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 de fabricação;

f) código de projeto e ano de edição.

13.5.1.5 Além da placa de identificação, deve constar, em local visível, a

categoria do vaso, conforme item 13.5.1.2, e seu número ou código de

identificação.

13.5.1.6 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;

Metodologia para estabelecimento da PMTA;

Conjunto de desenhos e demais dados necessários para o

monitoramento da sua vida útil;

Pressão máxima de operação;

Page 32: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 32

Registros documentais do teste hidrostático;

Características funcionais, atualizadas pelo empregador sempre que

alteradas as originais;

Dados dos dispositivos de segurança, atualizados pelo empregador

sempre que alterados os originais;

Ano de fabricação;

Categoria do vaso, atualizada pelo empregador sempre que alterada

a original;

b) Registro de Segurança em conformidade com o item 13.5.1.8;

c) Projeto de Instalação em conformidade com os itens 13.5.2.4 e

13.5.2.5;

d) Projeto de alteração ou reparo em conformidade com os itens 13.3.6

e 13.3.7;

e) Relatórios de inspeção em conformidade com o item 13.5.4.13;

f) Certificados de calibração dos dispositivos de segurança, onde

aplicável.

13.5.1.7 Quando inexistente ou extraviado, o prontuário do vaso de

pressão deve ser reconstituído pelo empregador, com responsabilidade técnica

do fabricante ou de PH, sendo imprescindível a reconstituição das premissas de

projeto, dos dados dos dispositivos de segurança e da memória de cálculo da

PMTA.

13.5.1.8 O Registro de Segurança deve ser constituído por livro de

páginas numeradas, pastas ou sistema informatizado com confiabilidade

equivalente onde serão registradas:

a) todas as ocorrências importantes capazes de influir nas condições de

segurança dos vasos de pressão;

b) as ocorrências de inspeções de segurança periódicas e

extraordinárias, devendo constar a condição operacional do vaso.

Page 33: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |33

13.5.1.9 A documentação referida no item 13.5.1.6 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 empregador assegurar

pleno acesso a essa documentação inclusive à representação sindical da

categoria profissional predominante no estabelecimento, quando formalmente

solicitado.

13.5.2 Instalação de vasos de pressão

13.5.2.1 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.

13.5.2.2 Quando os vasos de pressão forem instalados em ambientes

fechados, a instalação deve satisfazer os seguintes requisitos:

a) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente

desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções distintas;

b) dispor de acesso fácil e seguro para as atividades de manutenção,

operação e inspeção, sendo que, para guardacorpos 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.

13.5.2.3 Quando o vaso de pressão for instalado em ambiente aberto, a

instalação deve satisfazer as alíneas “a”, “b”, “d” e “e” do item 13.5.2.2.

13.5.2.4 A autoria do projeto de instalação de vasos de pressão

enquadrados nas categorias I, II e III, conforme item 13.5.1.2, no que concerne

ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de PH e deve obedecer aos

Page 34: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 34

aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas Normas

Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis.

13.5.2.5 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.

13.5.2.6 Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto no

item 13.5.2.2, deve ser elaborado projeto alternativo de instalação com medidas

complementares de segurança que permitam a atenuação dos riscos.

13.5.3 Segurança na operação de vasos de pressão

13.5.3.1 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 de unidade onde estiver instalado, 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.

13.5.3.2 Os instrumentos e controles de vasos de pressão devem ser

mantidos calibrados e em boas condições operacionais.

13.5.3.2.1 Poderá ocorrer à neutralização provisória nos instrumentos e

controles, desde que não seja reduzida a segurança operacional, e que esteja

prevista nos procedimentos formais de operação e manutenção, ou com

justificativa formalmente documentada, com prévia análise técnica e respectivas

medidas de contingência para mitigação dos riscos, elaborada por PH.

13.5.3.3 A operação de unidades que possuam vasos de pressão de

categorias I ou II deve ser efetuada por profissional capacitado conforme item

“B” do Anexo I desta NR.

Page 35: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |35

13.5.4 Inspeção de segurança de vasos de pressão

13.5.4.1 Os vasos de pressão devem ser submetidos a inspeções de

segurança inicial, periódica e extraordinária.

13.5.4.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em vasos de

pressão novos, antes de sua entrada em funcionamento, no local definitivo de

instalação, devendo compreender exames externo e interno.

13.5.4.3 Os vasos de pressão devem obrigatoriamente ser submetidos a

Teste Hidrostático - TH em sua fase de fabricação, com comprovação por meio

de laudo assinado por PH, e ter o valor da pressão de teste afixado em sua

placa de identificação.

13.5.4.3.1 Na falta de comprovação documental de que o Teste

Hidrostático-TH tenha sido realizado na fase de fabricação, se aplicará o

disposto a seguir:

a) para equipamentos fabricados ou importados a partir da vigência

desta NR, o TH deve ser feito durante a inspeção de segurança

inicial;

b) para equipamentos em operação antes da vigência desta NR, a

critério do PH, o TH deve ser realizado na próxima inspeção de

segurança periódica.

13.5.4.4 Os vasos de pressão categorias IV ou V de fabricação em série,

certificados pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia -

INMETRO, que possuam válvula de segurança calibrada de fábrica ficam

dispensados da inspeção inicial e da documentação referida no item 13.5.1.6,

alínea “c), desde que instalados de acordo com as recomendações do fabricante.

13.5.4.4.1 Deve ser anotada no Registro de Segurança a data da

instalação do vaso de pressão a partir da qual se inicia a contagem do prazo

para a inspeção de segurança periódica.

Page 36: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 36

13.5.4.5 A inspeção de segurança periódica, constituída por exames

externo e interno, deve obedecer aos seguintes prazos máximos estabelecidos a

seguir:

a) Para estabelecimentos que não possuam SPIE, conforme citado no

Anexo II:

Categoria do Vaso Exame Externo Exame Interno

I 1 ano 3 anos

II 2 anos 4 anos

III 3 anos 6 anos

IV 4 anos 8 anos

V 5 anos 10 anos

b) para estabelecimentos que possuam SPIE, conforme citado no Anexo

II, consideradas as tolerâncias nele previstas:

Categoria do Vaso Exame Externo Exame Interno

I 3 ano 6 anos

II 4 anos 8 anos

III 5 anos 10 anos

IV 6 anos 12 anos

V 7 anos A critério

13.5.4.6 Vasos de pressão que não permitam acesso visual para o exame

interno ou externo por impossibilidade física devem ser submetidos

alternativamente a outros exames não destrutivos e metodologias de avaliação

da integridade, a critério do PH, baseados em normas e códigos aplicáveis à

identificação de mecanismos de deterioração.

13.5.4.7 Vasos de pressão com enchimento interno ou com catalisador

podem ter a periodicidade de exame interno ampliada, de forma a coincidir com

a época da substituição de enchimentos ou de catalisador, desde que esta

ampliação seja precedida de estudos conduzidos por PH ou por grupo

multidisciplinar por ele coordenado, baseados em normas e códigos aplicáveis,

onde sejam implementadas tecnologias alternativas para a avaliação da sua

integridade estrutural.

Page 37: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |37

13.5.4.8 Vasos de pressão com temperatura de operação inferior a 0 ºC

(zero grau Celsius) e que operem em condições nas quais a experiência mostre

que não ocorre deterioração devem ser submetidos a exame interno a cada 20

(vinte) anos e exame externo a cada 2 (dois) anos.

13.5.4.9 As válvulas de segurança dos vasos de pressão devem ser

desmontadas, inspecionadas e calibradas com prazo adequado à sua

manutenção, porém, não superior ao previsto para a inspeção de segurança

periódica interna dos vasos de pressão por elas protegidos.

13.5.4.10 A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas

seguintes oportunidades:

a) sempre que o vaso de pressão for danificado por acidente ou outra

ocorrência que comprometa sua segurança;

b) quando o vaso de pressão for submetido a reparo ou alterações

importantes, capazes de alterar sua condição de segurança;

c) antes do vaso de pressão ser recolocado em funcionamento, quando

permanecer inativo por mais de 12 (doze) meses;

d) quando houver alteração do local de instalação do vaso de pressão,

exceto para vasos móveis.

13.5.4.11 A inspeção de segurança deve ser realizada sob a

responsabilidade técnica de PH.

13.5.4.12 Imediatamente após a inspeção do vaso de pressão, deve ser

anotada no Registro de Segurança a sua condição operacional, e, em até 60

(sessenta) dias, deve ser emitido o relatório, que passa a fazer parte da sua

documentação, podendo este prazo ser estendido para 90 (noventa) dias em

caso de parada geral de manutenção.

13.5.4.13 O relatório de inspeção, mencionado no item 13.5.1.6, alínea

“e”, deve ser elaborado em páginas numeradas, contendo no mínimo:

a) identificação do vaso de pressão;

b) fluidos de serviço e categoria do vaso de pressão;

c) tipo do vaso de pressão;

Page 38: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 38

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) parecer conclusivo quanto à integridade do vaso de pressão até a

próxima inspeção;

i) recomendações e providências necessárias;

j) data prevista para a próxima inspeção;

k) nome legível, assinatura e número do registro no conselho

profissional do PH e nome legível e assinatura de técnicos que

participaram da inspeção.

13.5.4.14 Sempre que os resultados da inspeção determinarem

alterações das condições de projeto, a placa de identificação e a documentação

do prontuário devem ser atualizados.

13.5.4.15 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser

implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e responsáveis

pela sua execução.

13.6 Tubulações

13.6.1 Tubulações - Disposições Gerais

13.6.1.1 As empresas que possuem tubulações e sistemas de tubulações

enquadradas nesta NR devem possuir um programa e um plano de inspeção que

considere, no mínimo, as variáveis, condições e premissas descritas abaixo:

a) os fluidos transportados;

b) a pressão de trabalho;

c) a temperatura de trabalho;

d) os mecanismos de danos previsíveis;

Page 39: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |39

e) as consequências para os trabalhadores, instalações e meio

ambiente trazidas por possíveis falhas das tubulações.

13.6.1.2 As tubulações ou sistemas de tubulação devem possuir

dispositivos de segurança conforme os critérios do código de projeto utilizado,

ou em atendimento às recomendações de estudo de análises de cenários de

falhas.

13.6.1.3 As tubulações ou sistemas de tubulação devem possuir indicador

de pressão de operação, conforme definido no projeto de processo e

instrumentação.

13.6.1.4 Todo estabelecimento que possua tubulações, sistemas de

tubulação ou linhas deve ter a seguinte documentação devidamente atualizada:

a) especificações aplicáveis às tubulações ou sistemas, necessárias ao

planejamento e execução da sua inspeção;

b) fluxograma de engenharia com a identificação da linha e seus

acessórios;

c) PAR em conformidade com os itens 13.3.6 e 13.3.7;

d) relatórios de inspeção em conformidade com o item 13.6.3.9.

13.6.1.5 Os documentos referidos no item 13.6.1.4, quando inexistentes

ou extraviados, devem ser reconstituídos pelo empregador, sob a

responsabilidade técnica de um PH.

13.6.1.6 A documentação referida no item 13.6.1.4 deve estar sempre à

disposição para fiscalização pela autoridade competente do Órgão Regional do

Ministério do Trabalho e Emprego, e para consulta pelos operadores, pessoal de

manutenção, de inspeção e das representações dos trabalhadores e do

empregador na Comissão Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA, devendo,

ainda, o empregador assegurar o acesso a essa documentação à representação

sindical da categoria profissional predominante no estabelecimento, quando

formalmente solicitado.

Page 40: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 40

13.6.2 Segurança na operação de tubulações

13.6.2.1 Os dispositivos de indicação de pressão da tubulação devem ser

mantidos em boas condições operacionais.

13.6.2.2 As tubulações de vapor e seus acessórios devem ser mantidos

em boas condições operacionais, de acordo com um plano de manutenção

elaborado pelo estabelecimento.

13.6.2.3 As tubulações e sistemas de tubulação devem ser identificáveis

segundo padronização formalmente instituída pelo estabelecimento, e

sinalizadas conforme a NR-26.

13.6.3 Inspeção periódica de tubulações

13.6.3.1 Deve ser realizada inspeção de segurança inicial nas tubulações.

13.6.3.2 As tubulações devem ser submetidas à inspeção de segurança

periódica.

13.6.3.3 Os intervalos de inspeção das tubulações devem atender aos

prazos máximos da inspeção interna do vaso ou caldeira mais crítica a elas

interligadas, podendo ser ampliados pelo programa de inspeção elaborado por

PH, fundamentado tecnicamente com base em mecanismo de danos e na

criticidade do sistema, contendo os intervalos entre estas inspeções e os

exames que as compõem, desde que essa ampliação não ultrapasse o intervalo

máximo de 100% (cem por cento) sobre o prazo da inspeção interna, limitada a

10 (dez) anos.

13.6.3.4 Os intervalos de inspeção periódica da tubulação não podem

exceder os prazos estabelecidos em seu programa de inspeção, consideradas as

tolerâncias permitidas para as empresas com SPIE.

13.6.3.5 O programa de inspeção pode ser elaborado por tubulação, linha

ou por sistema, a critério de PH, e, no caso de programação por sistema, o

intervalo a ser adotado deve ser correspondente ao da sua linha mais crítica.

Page 41: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |41

13.6.3.6 As inspeções periódicas das tubulações devem ser constituídas

de exames e análises definidas por PH, que permitam uma avaliação da sua

integridade estrutural de acordo com normas e códigos aplicáveis.

13.6.3.6.1 No caso de risco à saúde e à integridade física dos

trabalhadores envolvidos na execução da inspeção, a linha deve ser retirada de

operação.

13.6.3.7 Deve ser realizada inspeção extraordinária nas seguintes

situações:

a) sempre que a tubulação for danificada por acidente ou outra

ocorrência que comprometa a segurança dos trabalhadores;

b) quando a tubulação for submetida a reparo provisório ou alterações

significativas, capazes de alterar sua capacidade de contenção de

fluído;

c) antes da tubulação ser recolocada em funcionamento, quando

permanecer inativa por mais de 24 (vinte e quatro) meses.

13.6.3.8 A inspeção periódica de tubulações deve ser executada sob a

responsabilidade técnica de PH.

13.6.3.9 Após a inspeção de cada tubulação, sistema de tubulação ou

linha, deve ser emitido um relatório de inspeção, com páginas numeradas, que

passa a fazer parte da sua documentação, e deve conter no mínimo:

a) identificação da (s) linha (s) ou sistema de tubulação;

b) fluidos de serviço da tubulação, e respectivas temperatura e pressão

de operação;

c) data de início e término da inspeção;

d) tipo de inspeção executada;

e) descrição dos exames executados;

f) resultado das inspeções;

g) parecer conclusivo quanto à integridade da tubulação, do sistema de

tubulação ou da linha até a próxima inspeção;

Page 42: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 42

h) recomendações e providências necessárias;

i) data prevista para a próxima inspeção;

j) nome legível, assinatura e número do registro no conselho

profissional do PH e nome legível e assinatura de técnicos que

participaram da inspeção.

13.6.3.9.1 O prazo para emissão desse relatório é de até 30 (trinta) dias

para linhas individuais e de até 90 (noventa) dias para sistemas de tubulação.

13.6.3.10 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser

implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e responsáveis

pela sua execução.

Glossário

Abertura escalonada de válvulas de segurança - condição de

calibração diferenciada da pressão de abertura de múltiplas válvulas de

segurança, prevista no código de projeto do equipamento por elas protegido,

onde podem ser estabelecidos valores de abertura acima da PMTA, consideradas

as vazões necessárias para o alívio da sob-repressão em cenários distintos.

Adequação ao uso - estudo conceitual multidisciplinar de engenharia,

baseado em códigos ou normas, como o API 579- 1/ASME FFS-1 - Fitness - for -

Service, usado para determinar se um equipamento com desgaste conhecido

estará apto a operar com segurança por determinado tempo.

Alteração - mudança no projeto original do fabricante que promova

alteração estrutural ou de parâmetros operacionais significativos definidos por

PH, ou afete a capacidade de reter pressão ou possa comprometer a segurança

de caldeiras, vasos de pressão e tubulações.

Avaliação ou inspeção de integridade - conjunto de estratégias e

técnicas utilizadas na avaliação detalhada da condição física de um

equipamento.

Page 43: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |43

Caldeira de fluido térmico - caldeira utilizada para aquecimento de um

fluido no estado líquido, chamado de fluido térmico, sem vaporizá-lo.

Caldeiras de recuperação de álcalis - caldeiras a vapor que utilizam

como combustível principal o licor negro oriundo do processo de fabricação de

celulose, realizando a recuperação de químicos e geração de energia.

Código de projeto - conjunto de normas e regras que estabelece os

requisitos para o projeto, construção, montagem, controle de qualidade da

fabricação e inspeção de equipamentos.

Códigos de pós-construção - compõe-se de normas ou recomendações

práticas de avaliação da integridade estrutural de equipamentos durante a sua

vida útil.

Construção - processo que inclui projeto, especificação de material,

fabricação, inspeção, exame, teste e avaliação de conformidade de caldeiras,

vasos de pressão e tubulações.

Controle da qualidade - conjunto de ações destinadas a verificar e

atestar a conformidade de caldeiras, vasos de pressão e suas tubulações de

interligação nas etapas de fabricação, montagem ou manutenção. As ações

abrangem o acompanhamento da execução da soldagem, materiais utilizados e

realização de exames e testes tais como: líquido penetrante, partículas

magnéticas, ultrassom, visual, testes de pressão, radiografia, emissão acústica e

correntes parasitas.

Dispositivo Contra Bloqueio Inadvertido - DCBI - meio utilizado para

evitar que bloqueios inadvertidos impeçam a atuação de dispositivos de

segurança.

Dispositivos de segurança - dispositivos ou componentes que protegem

um equipamento contra sob-repressão manométrica, independente da ação do

operador e de acionamento por fonte externa de energia.

Duto - tubulação projetada por códigos específicos, destinada à

transferência de fluidos entre unidades industriais de estabelecimentos

industriais distintos ou não, ocupando áreas de terceiros.

Page 44: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 44

Empregador - empresa individual ou coletiva, que, assumindo os riscos

da atividade econômica, admite, assalaria e dirige a prestação pessoal de

serviços; equiparam-se ao empregador os profissionais liberais, as instituições

de beneficência, as associações recreativas ou outras instituições sem fins

lucrativos, que admitem trabalhadores como empregados.

Enchimento interno - materiais inseridos no interior dos vasos de

pressão com finalidades específicas e período de vida útil determinado, tipo

catalisador, recheio, peneira molecular, e carvão ativado. Bandejas e acessórios

internos não configuram enchimento interno.

Especificação da tubulação - código alfanumérico que define a classe

de pressão e os materiais dos tubos e acessórios das tubulações.

Exame - atividade conduzida por PH ou técnicos qualificados ou

certificados, quando exigido por códigos ou normas, para avaliar se

determinados produtos, processos ou serviços estão em conformidade com

critérios especificados.

Exame externo - exame da superfície e de componentes externos de um

equipamento, podendo ser realizado em operação, visando avaliar a sua

integridade estrutural.

Exame interno - exame da superfície interna e de componentes internos

de um equipamento, executado visualmente, com o emprego de ensaios e

testes apropriados para avaliar sua integridade estrutural.

Fabricante - empresa responsável pela construção de caldeiras, vasos de

pressão ou tubulações.

Fluxograma de engenharia (P&ID) - diagrama mostrando o fluxo do

processo com os equipamentos, as tubulações e seus acessórios, e as malhas de

controle de instrumentação.

Fluxograma de processo - diagrama de representação esquemática do

processo de plantas industriais mostrando o percurso ou caminho percorrido

pelos fluidos.

Page 45: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |45

Força maior - todo acontecimento inevitável, em relação à vontade do

empregador, e para a realização do qual este não concorreu, direta ou

indiretamente. A imprevidência do empregador exclui a razão de força maior.

Gerador de vapor - equipamentos destinados a produzir vapor sob

pressão superior à atmosférica, sem acumulação e não enquadrados em códigos

de vasos de pressão.

Inspeção de segurança extraordinária - inspeção realizada devido a

ocorrências que possam afetar a condição física do equipamento, tais como

hibernação prolongada, mudança de locação, surgimento de deformações

inesperadas, choques mecânicos de grande impacto ou vazamentos, entre

outros, envolvendo caldeiras, vasos de pressão e tubulações, com abrangência

definida por PH.

Inspeção de segurança inicial - inspeção realizada no equipamento

novo, montado no local definitivo de instalação e antes de sua entrada em

operação.

Inspeção de segurança periódica - inspeções realizadas durante a vida

útil de um equipamento, com critérios e periodicidades determinados por PH,

respeitados os intervalos máximos estabelecidos nesta Norma.

Instrumentos de monitoração ou de controle - dispositivos

destinados à monitoração ou controle das variáveis operacionais dos

equipamentos a partir da sala de controle ou do próprio equipamento.

Integridade estrutural - conjunto de propriedades e características

físicas necessárias para que um equipamento ou item desempenhe com

segurança e eficiência as funções para as quais foi projetado.

Linha - trecho de tubulação individualizado entre dois pontos definidos e

que obedece a uma única especificação de materiais, produtos transportados,

pressão e temperatura de projeto.

Manutenção preditiva - manutenção com ênfase na predição da falha e

em ações baseadas na condição do equipamento para prevenir a falha ou

degradação do mesmo.

Page 46: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 46

Manutenção preventiva - manutenção realizada a intervalos

predeterminados ou de acordo com critérios prescritos, e destinada a reduzir a

probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um componente.

Máquinas de fluido - aquela que tem como função principal intercambiar

energia com um fluido que as atravessa.

Mecanismos de danos - conjunto de fatores que causam degradação

nos equipamentos e componentes.

Pacote de máquina - conjunto de equipamentos e dispositivos

integrantes de sistemas auxiliares de máquinas de fluido para fins de

arrefecimento, lubrificação ou selagem.

Pessoal qualificado - profissional com conhecimentos e habilidades que

permitam exercer determinadas tarefas, e certificado quando exigível por código

ou norma.

Placa de identificação - placa contendo dados do equipamento de

acordo com os requisitos estabelecidos nesta NR, fixada em local visível.

Plano de inspeção - descrição das atividades, incluindo os exames e

testes a serem realizados, necessárias para avaliar as condições físicas de

caldeiras, vasos de pressão e tubulações, considerando o histórico dos

equipamentos e os mecanismos de danos previsíveis.

Pressão máxima de trabalho admissível (PMTA) - é o maior valor de

pressão a que um equipamento pode ser submetido continuamente, de acordo

com o código de projeto, a resistência dos materiais utilizados, as dimensões do

equipamento e seus parâmetros operacionais.

Programa de inspeção - cronograma contendo, entre outros dados, as

datas das inspeções de segurança periódicas a serem realizadas.

Projetos de alteração ou reparo - PAR - projeto realizado por ocasião

de reparo ou alteração que implica em intervenção estrutural ou mudança de

processo significativa em caldeiras, vasos de pressão e tubulações.

Page 47: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |47

Projeto alternativo de instalação - projeto concebido para minimizar

os impactos de segurança para o trabalhador quando as instalações não

estiverem atendendo a determinado item desta NR.

Projeto de instalação - projeto contendo o posicionamento dos

equipamentos e sistemas de segurança dentro das instalações e, quando

aplicável, os acessos aos acessórios dos mesmos (vents, drenos, instrumentos).

Integra o projeto de instalação o inventário de válvulas de segurança com os

respectivos DCBI e equipamentos protegidos.

Prontuário - conjunto de documentos e registros do projeto de

construção, fabricação, montagem, inspeção e manutenção dos equipamentos.

Recipientes móveis - vasos de pressão que podem ser movidos dentro

de uma instalação ou entre instalações e que não podem ser enquadrados como

transportáveis.

Recipientes transportáveis - recipientes projetados e construídos para

serem transportados pressurizados.

Registro de Segurança - registro da ocorrência de inspeções ou de

anormalidades durante a operação de caldeiras e vasos de pressão, executado

por PH ou por pessoal de operação, inspeção ou manutenção diretamente

envolvido com o fato gerador da anotação.

Relatórios de inspeção - registro formal dos resultados das inspeções

realizadas nos equipamentos com laudo conclusivo.

Reparo - intervenção realizada para correção de danos, defeitos ou

avarias em equipamentos e seus componentes, visando restaurar a condição do

projeto de construção.

Sistema de iluminação de emergência - sistema destinado a prover a

iluminação necessária ao acesso seguro a um equipamento ou instalação na

inoperância dos sistemas principais destinados a tal fim.

Sistema de intertravamento de caldeira - sistema de gerenciamento

das atividades de dois ou mais dispositivos ou instrumentos de proteção,

monitorado por interface de segurança.

Page 48: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 48

Sistema de tubulação - conjunto integrado de linhas e tubulações que

exerce uma função de processo, ou que foram agrupadas para fins de inspeção,

com características técnicas e de processo semelhantes.

SPIE - Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos.

Teste de estanqueidade - tipo de teste de pressão realizado com a

finalidade de atestar a capacidade de retenção de fluido, sem vazamentos, em

equipamentos, tubulações e suas conexões, antes de sua entrada ou reentrada

em operação.

Teste hidrostático - TH - tipo de teste de pressão com fluido

incompressível, executado com o objetivo de avaliar a integridade estrutural dos

equipamentos e o rearranjo de possíveis tensões residuais, de acordo com o

código de projeto.

Tubulações - conjunto de linhas, incluindo seus acessórios, projetadas

por códigos específicos, destinadas ao transporte de fluidos entre equipamentos

de uma mesma unidade de uma empresa dotada de caldeiras ou vasos de

pressão.

Unidades de processo - conjunto de equipamentos e interligações de

uma unidade fabril destinada a transformar matérias primas em produtos.

Vasos de pressão - são reservatórios projetados para resistir com

segurança a pressões internas diferentes da pressão atmosférica, ou submetidos

à pressão externa, cumprindo assim a sua função básica no processo no qual

estão inseridos; para efeitos desta NR, estão incluídos:

a) permutadores de calor, evaporadores e similares;

b) vasos de pressão ou partes sujeitas à chama direta que não estejam

dentro do escopo de outras NR, nem dos itens 13.2.2 e 13.2.1,

alínea “a)” desta NR;

c) vasos de pressão encamisados, incluindo refervedores e reatores;

d) autoclaves e caldeiras de fluido térmico.

Page 49: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |49

Vida remanescente - estimativa do tempo restante de vida de um

equipamento ou acessório, executada durante avaliações de sua integridade, em

períodos pré-determinados.

Vida útil - tempo de vida estimado na fase de projeto para um

equipamento ou acessório.

Volume - volume interno útil do vaso de pressão, excluindo o volume dos

acessórios internos, de enchimentos ou de catalisadores.

ANEXO I

CAPACITAÇÃO PESSOAL

A. Caldeiras

A1. Condições Gerais

A1.1. Para efeito desta NR, será considerado operador de caldeira aquele

que satisfizer uma das seguintes condições:

a) possuir certificado de Treinamento de Segurança na Operação de

Caldeiras e comprovação de estágio prático conforme item A1. 5

deste Anexo;

b) possuir certificado de Treinamento de Segurança na Operação de

Caldeiras previsto na NR 13 aprovada pela Portaria SSMT n.º 02, de

08 de maio de 1984 ou na Portaria SSST n.º 23, de 27 de dezembro

de 1994.

A1.2. O pré-requisito mínimo para participação como aluno, no

Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras é o atestado de conclusão

do ensino fundamental.

A1.3. O Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras deve,

obrigatoriamente:

a) ser supervisionado tecnicamente por PH;

b) ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim;

Page 50: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 50

c) obedecer, no mínimo, ao currículo proposto no item A2 deste Anexo.

A1.4. Os responsáveis pela promoção do Treinamento de Segurança na

Operação de Caldeiras estarão sujeitos ao impedimento de ministrar novos

cursos, bem como a outras sanções legais cabíveis, no caso de inobservância do

disposto no item A1.3 deste Anexo.

A1.5. 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 da categoria A: 80 (oitenta) horas;

b) caldeiras da categoria B: 60 (sessenta) horas;

c) caldeiras da categoria C: 40 (quarenta) horas.

A1.6. O estabelecimento onde for realizado estágio prático supervisionado

previsto nesta NR deve informar, quando requerido pela representação sindical

da categoria profissional predominante no estabelecimento:

a) período de realização do estágio;

b) entidade, empregador ou profissional responsável pelo Treinamento

de Segurança na Operação de Caldeira ou Unidade de Processo;

c) relação dos participantes do estágio.

A1.7. Deve ser realizada capacitação para reciclagem dos trabalhadores

envolvidos direta ou indiretamente com a operação das instalações sempre que

nelas ocorrerem modificações significativas na operação de equipamentos

pressurizados ou troca de métodos, processos e organização do trabalho.

Page 51: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |51

A2. Currículo Mínimo para Treinamento de Segurança na Operação de

Caldeiras.

1. Noções de grandezas físicas e unidades. Carga horária: 4 (quatro) horas

1.1. Pressão

1.1.1. Pressão atmosférica

1.1.2. Pressão interna de um vaso

1.1.3. Pressão manométrica, pressão relativa e pressão

absoluta

1.1.4. Unidades de pressão

1.2. Calor e temperatura

1.2.1. Noções gerais: o que é calor, o que é temperatura

1.2.2. Modos de transferência de calor

1.2.3. Calor específico e calor sensível

1.2.4. Transferência de calor a temperatura constante

1.2.5. Vapor saturado e vapor superaquecido

1.2.6. Tabela de vapor saturado

2. Caldeiras - considerações gerais. Carga horária: 8 (oito) horas

2.1. Tipos de caldeiras e suas utilizações

2.2. Partes de uma caldeira

2.2.1. Caldeiras flamotubulares

2.2.2. Caldeiras aquatubulares

2.2.3. Caldeiras elétricas

2.2.4. Caldeiras a combustíveis sólidos

2.2.5. Caldeiras a combustíveis líquidos

2.2.6. Caldeiras a gás

2.2.7. Queimadores

Page 52: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 52

2.3. Instrumentos e dispositivos de controle de caldeiras

2.3.1. Dispositivo de alimentação

2.3.2. Visor de nível

2.3.3. Sistema de controle de nível

2.3.4. Indicadores de pressão

2.3.5. Dispositivos de segurança

2.3.6. Dispositivos auxiliares

2.3.7. Válvulas e tubulações

2.3.8. Tiragem de fumaça

3. Operação de caldeiras. Carga horária: 12 (doze) horas

3.1. Partida e parada

3.2. Regulagem e controle

3.2.1. de temperatura

3.2.2. de pressão

3.2.3. de fornecimento de energia

3.2.4. do nível de água

3.2.5. de poluentes

3.3. Falhas de operação, causas e providências

3.4. Roteiro de vistoria diária

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 (oito) horas

4.1. Impurezas da água e suas consequências

4.2. Tratamento de água

4.3. Manutenção de caldeiras

Page 53: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |53

5. Prevenção contra explosões e outros riscos. Carga horária: 4 (quatro) horas

5.1. Riscos gerais de acidentes e riscos à saúde

5.2. Riscos de explosão

6. Legislação e normalização. Carga horária: 4 (quatro) horas

6.1. Normas Regulamentadoras

6.2. Norma Regulamentadora 13 - NR-13

B. Vasos de Pressão

B1. Condições Gerais

B1.1. A operação de unidades de processo que possuam vasos de pressão

de categorias I ou II deve ser efetuada por profissional com Treinamento de

Segurança na Operação de Unidades de Processos.

B1.2. Para efeito desta NR será considerado profissional com Treinamento

de Segurança na Operação de Unidades de Processo aquele que satisfizer uma

das seguintes condições:

a) possuir certificado de Treinamento de Segurança na Operação de

Unidades de Processo 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 NR13 aprovada pela Portaria SSST nº 23, de 27 de dezembro de

1994.

B1.3. O pré-requisito mínimo para participação, como aluno, no

Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo é o atestado

de conclusão do ensino fundamental.

Page 54: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 54

B1.4. O Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

deve obrigatoriamente:

ser supervisionado tecnicamente por PH;

ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim;

obedecer, no mínimo, ao currículo proposto no item B2 deste Anexo.

B1.5. Os responsáveis pela promoção do Treinamento de Segurança na

Operação de Unidades de Processo estarão sujeitos ao impedimento de

ministrar novos cursos, bem como a outras sanções legais cabíveis, no caso de

inobservância do disposto no item B1. 4.

B1.6. Todo profissional com Treinamento de Segurança na Operação de

Unidades de Processo deve cumprir estágio prático, supervisionado, na operação

de vasos de pressão de 300 (trezentas) horas para o conjunto de todos os vasos

de pressão de categorias I ou II.

B2. Currículo Mínimo para Treinamento de Segurança na Operação de

Unidades de Processo.

1. Noções de grandezas físicas e unidades. Carga horária: 4 (quatro) horas

1.1. Pressão

1.1.1. Pressão atmosférica

1.1.2. Pressão interna de um vaso

1.1.3. Pressão manométrica, pressão relativa e pressão absoluta

1.1.4. Unidades de pressão

1.2. Calor e temperatura

1.2.1. Noções gerais: o que é calor, o que é temperatura

1.2.2. Modos de transferência de calor

1.2.3. Calor específico e calor sensível

Page 55: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |55

1.2.4. Transferência de calor a temperatura constante

1.2.5. Vapor saturado e vapor superaquecido

2. Equipamentos de processo. Carga horária estabelecida de acordo com a

complexidade da unidade, mantendo um mínimo de 4 (quatro) horas por item,

onde aplicável

2.1. Trocadores de calor

2.2. Tubulação, válvulas e acessórios

2.3. Bombas

2.4. Turbinas e ejetores

2.5. Compressores

2.6. Torres, vasos, tanques e reatores

2.7. Fornos

2.8. Caldeiras

3. Eletricidade. Carga horária: 4 (quatro) horas

4. Instrumentação. Carga horária: 8 (oito) horas

5. Operação da unidade. Carga horária: estabelecida de acordo com a

complexidade da unidade

5.1. Descrição do processo

5.2. Partida e parada

5.3. Procedimentos de emergência

5.4. Descarte de produtos químicos e preservação do meio ambiente

5.5. Avaliação e controle de riscos inerentes ao processo

5.6. Prevenção contra deterioração, explosão e outros riscos

6. Primeiros socorros. Carga horária: 8 (oito) horas

Page 56: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 56

7. Legislação e normalização. Carga horária: 4 (quatro) horas

ANEXO II

REQUISITOS PARA CERTIFICAÇÃO DE SERVIÇO PRÓPRIO DE INSPEÇÃO DE

EQUIPAMENTOS - SPIE

Antes de colocar em prática os períodos especiais entre inspeções,

estabelecidos nos itens 13.4.4.5 e 13.5.4.5, alínea “b)” desta NR, os "Serviços

Próprios de Inspeção de Equipamentos" da empresa, organizados na forma de

setor, seção, departamento, divisão, ou equivalente, devem ser certificados por

Organismos de Certificação de Produto – OCP acreditados pelo INMETRO, que

verificarão por meio de auditorias programadas o atendimento aos seguintes

requisitos mínimos expressos nas alíneas “a” a “h”.

a) existência de pessoal próprio da empresa onde estão instalados

caldeiras ou vasos 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 com um responsável

pelo seu gerenciamento formalmente designado para esta função;

d) existência de pelo menos 1 (um) PH;

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;

Page 57: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |57

Figura 1.1 - Prensa Hidráulica

g) existência de aparelhagem condizente com a execução das

atividades propostas;

h) cumprimento mínimo da programação de inspeção.

A certificação de SPIE e a sua manutenção estão sujeitas a Regulamento

específico do INMETRO.

1. NOÇÕES DE GRANDEZAS E UNIDADES

1.1. PRESSÃO

A pressão é definida como sendo a relação entre a força exercida por

unidade de área e que atua perpendicularmente sobre uma superfície. Deve-se

designar a pressão como a força exercida por um fluido nas paredes de um

recipiente.

A unidade no SI (Sistema Internacional) para

pressão é o Pascal (Pa), equivalente à força de 1

Newton por uma área de 1 metro quadrado. A

variação de pressão aplicada a um fluido contido

num recipiente fechado é transmitida

integralmente a todos os pontos desse líquido.

Portanto, quanto maior a área em que a

força é aplicada, maior a intensidade dessa força. Assim, se A2 for 100 vezes

maior que A1, a intensidade da força F2 será 100 vezes maior que a intensidade

da força F1. É importante notar que essa multiplicação não é milagrosa nem

infinita. Ela é limitada pela quantidade de líquido disponível.

A pressão pode ser estática, onde o fluido não está em escoamento, ou

dinâmica, onde o fluido está em escoamento no momento de sua medição.

Page 58: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 58

Figura 1.2 - Pressão Estática e Pressão Dinâmica

1.1.1. PRESSÃO ATMOSFÉRICA

A atmosfera terrestre é composta por vários gases, que exercem uma

pressão sobre a superfície da Terra. Essa pressão, denominada pressão

atmosférica, depende da altitude do local, pois à medida que nos afastamos da

superfície do planeta, o ar se torna cada vez mais rarefeito, e, portanto,

exercendo uma pressão cada vez menor. Pressão atmosférica é a pressão

exercida pela atmosfera em um determinado ponto. É a força por unidade de

área, exercida pelo ar contra uma superfície. A pressão exercida pela atmosfera

ao nível do mar corresponde a 101.325 Pa, e esse valor é normalmente

associado a uma unidade chamada atmosfera padrão (símbolo atm.). A pressão

de atmosfera padrão, medida ao nível do mar, está acompanhada por outras

características, como densidade do ar e temperatura, porém, é importante

salientar que o termo refere-se apenas à pressão de 1 atm. As unidades

métricas utilizadas são: polegadas ou milímetros de mercúrio, Quilopascais

(kPa), atmosferas, milibares (mbar) e hectopascais (hPa), sendo os dois últimos

mais usados entre os cientistas. Também é utilizada para medir pressão a

unidade psi (pounds per square inch) que em português vem a ser libra por

polegada quadrada (lb/pol2). Embora esta unidade seja amplamente utilizada

para medir a pressão de componentes pneumáticos e equipamentos industriais,

a lb/pol2 é raramente usada para medir a pressão atmosférica.

Embora o ar seja extremamente leve, não é desprovido de peso. Cada

pessoa tem em média uma superfície do corpo aproximadamente igual a 1

metro quadrado, quando adulto. Sabendo que ao nível do mar a pressão

atmosférica é da ordem de 1 atm. (definida como 101.325 Pa, ou ainda 1013,25

Page 59: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |59

hPa=mbar), isso significa dizer que, neste local, uma pessoa suportaria uma

força de cerca de 100.000 N relativo à pressão atmosférica. Porém, não sente

nada, nem é esmagada por esta força. Isto acontece devido à presença do ar

que está contido no corpo e ao equilíbrio entre a pressão que atua de fora para

dentro e de dentro para fora do corpo. Qualquer variação na pressão externa se

transmite integralmente a todo o corpo, atuando de dentro para fora, de acordo

com o Princípio de Pascal. O peso normal do ar ao nível do mar é de 1 kgf/cm².

Porém, a pressão atmosférica diminui com o aumento da altitude. De forma

simplificada, poder-se-á considerar que a pressão diminui 1 hPa (ou 1 mbar) a

cada 8 metros que se sobe. A 3000 metros, é cerca de 0,7 kgf/cm². A 8840

metros, a pressão é de apenas 0,3 kgf/cm².

Barômetro

O físico italiano Evangelista Torricelli

(1608-1647) realizou uma experiência para

determinar a pressão atmosférica ao nível do

mar. Ele usou um tubo de aproximadamente

1,0 m de comprimento, cheio de mercúrio

(Hg) com a extremidade tampada. Depois,

colocou o tubo, em pé e com a boca tampada

para baixo, dentro de um recipiente que

também continha mercúrio. Torricelli observou

que, após destampar o tubo, o nível do

mercúrio desceu e estabilizou-se na posição

correspondente a 76 cm, restando o vácuo na

parte vazia do tubo.

Os instrumentos destinados a medir a pressão atmosférica chamam-se

barômetros. Existem dois tipos: os de mercúrio, baseados na experiência de

Torricelli, e os metálicos que utilizam as deformações provocadas pela pressão

atmosférica numa caixa de metal em cujo interior foi feito vácuo.

Figura 1.3 - Barômetro de Mercúrio

Page 60: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 60

Quando a pressão externa se altera, a

caixa metálica se deforma; essa deformação

é transmitida a um ponteiro que se desloca

sobre uma escala graduada. A pressão

atmosférica varia de acordo com a altitude.

Quando descemos uma serra, por

exemplo, notamos uma diferença através de

nossos ouvidos. O aumento de pressão atmosférica ocorre à medida que

diminuímos a altitude, ou seja, baixa altitude é igual à alta pressão e alta

altitude é igual à baixa pressão.

Figura 1.5 - Pressão Atmosférica em relação à altitude

A pressão atmosférica em um determinado local depende, portanto, da

massa total da atmosfera. Como o ar é uma mistura muito compressível, esta

massa pode variar significativamente com a altitude; consequentemente, a

principal causa de variação da pressão atmosférica é a altitude.

Figura 1.4 - Barômetro Metálico

Page 61: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |61

1.1.2. PRESSÃO INTERNA DE UM VASO

Vasos de pressão estão sempre submetidos simultaneamente à pressão

interna e à pressão externa. Mesmo vasos que operam com vácuo estão

submetidos a essas pressões, pois não existe vácuo absoluto. O que usualmente

denomina-se vácuo é qualquer pressão inferior à atmosférica. O vaso

dimensionado considerando-se a pressão diferencial resultante, atuando sobre

as paredes, poderá ser maior internamente ou externamente.

1.1.3. PRESSÃO MANOMÉTRICA, PRESSÃO RELATIVA E PRESSÃO

ABSOLUTA

Pressão manométrica é a pressão medida

em relação à pressão atmosférica existente no

local, podendo ser positiva ou negativa. Os

manômetros (medidores de pressão) utilizam a

pressão atmosférica como referência, medindo a

diferença entre a pressão do sistema e a pressão

atmosférica. Tais pressões chamam-se pressões

manométricas.

A pressão manométrica de um sistema pode

ser positiva ou negativa, dependendo de estar

acima ou abaixo da pressão atmosférica. Quando

o manômetro mede uma pressão manométrica

negativa, ele é chamado de manômetro de vácuo

(ou vacuômetro).

O manômetro metálico tipo Bourdon pode

ser utilizado em postos de gasolina para calibração de pneus (os médicos usam

um sistema semelhante). A pressão medida pelo manômetro metálico tipo

Bourdon é também denominada de pressão manométrica e indica a diferença

entre a pressão interna e a pressão externa.

Figura 1. 6 - Pressões

Page 62: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 62

Figura 1.7 – Vacuômetro

Figura 1.9 - Manômetro de tubo fechado e

tubo aberto

A figura abaixo representa a diferença entre um manômetro de tubo

fechado e um manômetro de tubo aberto. Determinando a altura da coluna de

líquido (tubo fechado) e a diferença de níveis do líquido nos dois ramos do tubo

em U (tubo aberto), é possível determinar a pressão manométrica no sistema.

A pressão num ponto do sistema fluido pode ser designada em termos

absolutos ou relativos. As pressões absolutas são medidas em relação ao vácuo

perfeito (pressão absoluta nula), enquanto que a pressão relativa é medida em

relação à pressão atmosférica local. Deste modo, uma pressão relativa nula

corresponde a uma pressão igual à pressão atmosférica local. As pressões

absolutas são sempre positivas, mas as pressões relativas podem ser tanto

positivas (pressão maior do que a atmosférica local), quanto negativas (pressão

menor do que a atmosférica local). Uma pressão negativa é também referida

como vácuo. Por exemplo, a pressão de 70 kPa (abs.) como 31,33 kPa

Figura 1. 8 - Manômetro de Bourdon

Page 63: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |63

Figura 1.10 - Pressões Relativa e Absoluta em

dois pontos de referência

(relativa), se a pressão atmosférica local é 101,33kPa, ou com um vácuo de

31,33 kPa. A pressão relativa

também é conhecida como

pressão manométrica. O conceito

de pressão absoluta e relativa

está ilustrado graficamente na

Figura 5.11.

A pressão absoluta pode

ser definida como a pressão real

existente dentro de um

recipiente. (Comparar com

pressão manométrica.) É a

escala de pressão que adota como zero o vácuo absoluto, o que justifica a

afirmação que nesta escala só existe pressões positivas; teoricamente

poderíamos ter a pressão igual à zero, que representaria a pressão do vácuo

absoluto.

A pressão relativa define-se como a diferença entre a pressão absoluta e a

pressão atmosférica. Os aparelhos destinados a medir a pressão relativa são o

manômetro e também o piezômetro. É a escala de pressão que adota como zero

a pressão atmosférica local, o que justifica a afirmação que nesta escala existe:

pressões negativas (depressões ou vácuos técnicos), nulas e positivas.

Piezômetro é definido como um aparelho para avaliar a compressibilidade ou a

tensão dos líquidos. É constituída de um tubo simples de vidro graduado

vertical, aberto nos dois lados, conectado a massa de água.

Abaixo ilustramos a relação entre as pressões atmosférica (barométrica),

absoluta, manométrica e de vácuo. Temos vácuo quando a pressão é inferior à

atmosférica ou seja, pressões efetivas negativas.

Page 64: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 64

Figura 1.11 - Exemplo de pressões atmosférica, absoluta e relativa em vasos de pressão

1.1.4. UNIDADES DE PRESSÃO

O pascal (cujo símbolo é Pa) é a unidade padrão de pressão no SI.

Equivale a força de 1 N aplicada sobre uma superfície de 1 m2. O nome desta

unidade é uma homenagem a Blaise Pascal, eminente matemático, físico e

filósofo francês.

Durante muito tempo a meteorologia métrica utilizou o milibar para medir

pressão. Após a mudança para o Sistema Internacional (SI), muitos

meteorologistas preferiram continuar usando a magnitude a que estavam

acostumados e não adotaram o prefixo multiplicador quilo (x 1000) e sim o

hecto (x 100). A tabela apresenta os valores para as transformações das

unidades:

Tabela 1.1 - Valores para conversão de unidades de pressão

Page 65: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |65

1.2. CALOR E TEMPERATURA

1.2.1. NOÇÕES GERAIS: O QUE É CALOR, O QUE É TEMPERATURA

O calor (abreviado por Q) é a energia térmica em trânsito de um corpo

para outro, motivada por uma diferença de temperatura. A energia de agitação

das partículas de um corpo é chamada de energia térmica do corpo. A

quantidade de energia térmica de um corpo depende de uma série de fatores,

como a sua massa, a substância de que é constituída, a temperatura. Logo não

há sentido em dizer que um corpo tem mais calor que outro. O calor é uma

energia que se transfere de um sistema para outro, sem transporte de massa, e

que não corresponde à execução de um trabalho mecânico. A unidade do

Sistema Internacional (SI) para o calor é o Joule (J).

A Temperatura é um parâmetro físico (uma função de estado) descritivo

de um sistema que vulgarmente se associa às noções de frio e calor, bem como

às transferências de energia térmica, mas que se poderia definir, mais

exatamente, sob um ponto de vista microscópico, como a medida da energia

cinética associada ao movimento (vibração) aleatório das partículas que

compõem o um dado sistema físico. Calor e temperatura. Você deve distinguir

cuidadosamente calor de temperatura. Quantidade de calor é a energia cinética

total das moléculas de um corpo, devida a seus movimentos irregulares.

O calor flui dos corpos de maior temperatura para os de menor

temperatura, a diferença de temperaturas faz o calor fluir. Quando dois corpos

em temperaturas diferentes são postos em contato, espontaneamente há

transferência de energia térmica do corpo mais quente para o corpo mais frio.

Sendo assim, a temperatura do mais quente diminui e a do mais frio aumenta

até que as duas se igualem. Nesse ponto, cessa a troca de calor e os corpos

atingiram o equilíbrio térmico e a correspondente temperatura é chamada de

temperatura final ou de equilíbrio.

Page 66: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 66

Figura 1.12 - Equilíbrio Térmico em dois corpos

Como medir quantidades de calor? Tudo que vive, desde os micróbios e

insetos, até os elefantes, está continuamente usando energia. Quando você está

repousando, você necessita de pouca energia alimentar. Quando você cava um

buraco ou joga futebol, você necessita mais energia. A energia utilizada para

realizar esses trabalhos provém dos alimentos que você ingere.

Usamos energia térmica para cozinhar os alimentos, para mover os trens

e navios e para fazer funcionar máquinas de certas fábricas. Se em sua casa se

usa carvão ou lenha para cozinhar, sua mãe se preocupa com que deixe pouco

resíduo e produza pouca fumaça. Acima de tudo ela se interessa pela energia

calorífica, que é produzida.

No dia-a-dia estamos constantemente entrando em contato com objetos

ou ambientes onde podemos ter a sensação de quente ou frio, percebendo

diferentes temperaturas. E é comum usarmos as palavras calor e temperatura

sem deixar clara a diferença existente entre as duas. Algumas expressões

podem até apresentar as palavras com seus conceitos trocados, como no caso

da expressão "como está calor hoje!" onde se usa a palavra calor para expressar

a temperatura do ambiente. A partir disso se deduz que as sensações de quente

e frio que temos também não são sensações de calor e sim de temperatura.

Na verdade, temperatura de um objeto ou meio é a medida de o quanto

estão agitados seus átomos e moléculas, enquanto que calor, ou energia

térmica, é a quantidade de energia envolvida nessa agitação molecular. Para

entender melhor, façamos uma analogia com duas piscinas, onde relacionamos

o volume de água com calor e os níveis da água nas piscinas relacionaram à

Page 67: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |67

temperatura. Duas piscinas de mesma profundidade e de tamanho diferentes

podem ter o mesmo nível de água.

Porém, obrigatoriamente, terão volumes diferentes de água. Podemos

concluir que dois objetos com a mesma temperatura podem possuir quantidades

diferentes de calor.

A distinção fica mais clara pelo seguinte exemplo. A temperatura de um

copo de água fervente é a mesma que a da água fervente de um balde.

Contudo, o balde de água fervente tem uma maior quantidade de energia que o

copo de água fervente. Portanto, a quantidade de calor depende da massa do

material, a temperatura não. Embora os conceitos de calor e temperatura sejam

distintos, eles são relacionados. A temperatura de uma parcela de ar pode

mudar quando o ar ganha ou perde calor, mas isto não é sempre necessário,

pois pode haver também mudança de fase da água contida no ar ou mudança

de volume da parcela de ar, associada com o ganho ou perda de calor. Quando

calor entra em um corpo, ele aquece, e quando sai do corpo ele esfria. Para

relacionar entre si calor e temperatura, lembra-se o que segue:

Quanto maior a quantidade de calor, mais aquecemos o corpo, e,

portanto, maior será a variação de temperatura. Uma mesma quantidade de

calor aquece muito um corpo pequeno e pouco um corpo grande ou a variação

da temperatura é proporcional à quantidade de calor.

Escalas de Temperaturas

Vamos mencionar três escalas: a Celsius, a Fahrenheit e a Kelvin (ou

absoluta). A escala Fahrenheit é muito usada em países de Língua Inglesa,

principalmente Estados Unidos e Inglaterra. A escala Kelvin também é usada

para fins científicos. O ponto de fusão do gelo corresponde a 0 ºC na escala

Celsius, 32 ºF na escala Fahrenheit e 273 K na escala Kelvin. O ponto de

ebulição da água corresponde, respectivamente, a 100 ºC 212 ºF e 373 K. O

ponto zero da escala Kelvin (zero absoluto) corresponde, ao menos

teoricamente, à temperatura na qual cessa o movimento molecular e o objeto

Page 68: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 68

não emite radiação eletromagnética. Não há temperaturas abaixo dessa. A

seguir, relações entre as diversas escalas:

Existe uma equação que pode ser usada para fazer estas conversões.

Com ela pode-se transformar ºF em ºC, K em ºC e ºF em K, e outras

transformações mais que sejam necessárias. Veja a equação abaixo:

1.2.2. MODOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Transferência de calor é a passagem de energia térmica (que durante a

transferência recebe o nome de calor) de um corpo para outro de uma parte

para outra de um mesmo corpo. Os processos pelos quais ocorre transferência

de calor são condução, convecção e radiação.

Condução é um dos meios de transferência de calor que geralmente

ocorre em materiais sólidos é a propagação do calor por meio do contato de

moléculas de duas ou mais substâncias com temperaturas diferentes (metais,

madeiras, cerâmicas, etc.). Condução é a transferência de calor através de um

corpo, de molécula a molécula e ela ocorre dentro de uma substância ou entre

substâncias que estão em contato físico direto. Na condução a energia cinética

Figura 1.13 - Relação entre as escalas termométricas

Page 69: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |69

Figura 1.15 - Condução de calor em uma parede de alvenaria

dos átomos e moléculas (isto é, o calor) é transferida por colisões entre átomos

e moléculas vizinhas. O calor flui das temperaturas mais altas (moléculas com

maior energia cinética) para as temperaturas mais baixas (moléculas com

menor energia cinética).

A capacidade das substâncias para conduzir calor (condutividade) varia

consideravelmente. Via de regra, sólidos são melhores condutores que líquidos e

líquidos são melhores condutores que gases. Num extremo, metais são

excelentes condutores de calor e no outro extremo, o ar é um péssimo condutor

de calor. Consequentemente, a condução só é importante entre a superfície da

Terra e o ar diretamente em contato com a superfície.

Como meio de transferência de calor para a atmosfera como um todo a

condução é o menos significativo e pode ser omitido na maioria dos fenômenos

meteorológicos. Quando a transferência de energia ocorrer em um meio

estacionário, que pode ser um sólido ou um fluido, em virtude de um gradiente

de temperatura, usamos o termo transferência de calor por condução.

Convecção somente ocorre em líquidos e gases. Consiste na transferência

de calor dentro de um fluído através de movimentos do próprio fluído, ou seja,

um material aquecido é transportado de tal maneira a deslocar outro material

mais frio. O calor ganho na camada mais baixa da atmosfera através de

radiação ou condução é mais frequentemente transferido por convecção. A

convecção ocorre como consequência de diferenças na densidade do ar. Quando

o calor é conduzido da superfície relativamente quente para o ar sobrejacente,

este ar torna-se mais quente que o ar vizinho. Ar quente é menos denso que o

ar frio de modo que o ar frio e denso desce e força o ar mais quente e menos

Figura 1. 14 - Condução de calor em uma barra metálica

Page 70: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 70

Figura Error! No text of specified style in document.. 17 - Convecção de calor através de uma geladeira

Figura 1.18 - Convecção de calor através de uma panela com água

em ebulição

denso a subir. O ar mais frio é então aquecido pela superfície e o processo é

repetido. Desta forma, a circulação convectiva do ar transporta calor

verticalmente da superfície da Terra para a troposfera, sendo responsável pela

redistribuição de calor das regiões equatoriais para os polos. O calor é também

transportado horizontalmente na atmosfera, por movimentos convectivos

horizontais. O termo convecção é usualmente restrito à transferência vertical de

calor na atmosfera.

Neste exemplo, o ar quente por ser menos denso que o ar frio sobe,

fazendo assim que o ar frio desça até que haja o equilíbrio térmico, fazendo

assim a troca de calor por convecção.

O mesmo acontece na geladeira residencial – o ar frio, mais denso, tende

a descer, empurrando o ar quente, menos denso, assim havendo troca térmica

até o sistema entrar em equilíbrio térmico.

Um exemplo bastante conhecido de convecção natural é o aquecimento de

água em uma panela doméstica. Para este caso, o movimento das moléculas de

água pode ser observado claramente.

Figura 1.16 - Convecção de calor através de um ar condicionado

Page 71: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |71

Figura 1.19 - Radiação de calor do sol através do espaço

Radiação consiste em um fenômeno de ondas eletromagnéticas viajando

com a velocidade da luz, é o modo de transporte de energia calorífica no espaço

vazio ou vácuo. Como a radiação é a única que pode ocorrer no espaço vazio,

esta é a principal forma pela qual o sistema Terra-Atmosfera recebe energia do

Sol e libera energia para o espaço. Um corpo negro é aquele que toda a energia

radiante que incide sobre ele é absorvida. Em equilíbrio térmico, um corpo negro

emite tanta energia quanto ele absorve. Portanto, um bom absorvedor de

radiação é também um bom emissor de radiação.

Radiação ultravioleta

Queima a pele (10 minutos de solda = 1

dia de praia)

Exposição contínua leva a cegueira.

Ponto branco que se observa na abertura

do arco.

Radiação infravermelha

Queima a pele e cauteriza a retina.

Processos de transferência de calor ocorrendo em

um mesmo evento.

Figura 1.20 - Radiação de calor através de soldagem

Figura Error! No text of specified style in document.. 22 - Processos de

transferência de calor em uma garrafa térmica

Figura 1.21 - Transferência de calor no aquecimento de um bule e uma frigideira

Page 72: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 72

O fogo transfere calor através de radiação para o local de aquecimento do

bule e da frigideira; a água aquece-se através de convecção e o calor da

frigideira chega até a mão através de condução do calor.

1.2.3. CALOR ESPECÍFICO E CALOR SENSÍVEL

Colocando um pedaço de ferro na chama de uma vela, observa-se que o

calor fornecido pela chama provoca uma variação da temperatura

(aquecimento) o ferro.

Colocando um pedaço de gelo que se encontra seu ponto de fusão na

chama de uma vela, nota-se que o calor fornecido pela chama provoca uma

mudança de estado (fusão) do gelo. Portanto quando um corpo cede ou recebe

calor, este pode produzir no corpo dois efeitos diferentes: variação da

temperatura ou mudança de estado.

Calor específico (c)

ao contrário da capacidade térmica, o calor específico não é característica do corpo,

mas sim característica da substância. Corresponde à quantidade de calor recebida ou

cedida por 1 g da substância que leva a uma variação de 1°C na temperatura do corpo em

questão. É dado pela relação da capacidade térmica do corpo pela sua massa. É

representado pela letra c (minúscula) e é medido em cal/g.°C ou cal/g.K. c = C/m

Onde c é o calor específico, C é a capacidade térmica e m é a massa.

Page 73: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |73

Substância Calor Específico

(cal/g.°C)

Água 1,0

Álcool 0,58

Alumínio 0,22

Ar 0,24

Carbono 0,12

Chumbo 0,031

Cobre 0,094

Ferro 0,11

Gelo 0,5

Hélio 1,25

Hidrogênio 3,4

Latão 0,092

Madeira 0,42

Mercúrio 0,033

Nitrogênio 0,25

Ouro 0,032

Oxigênio 0,22

Prata 0,056

Rochas 0,21

Vidro 0,16

Zinco 0,093

Tabela 1.2 - Tabela de o calor específico de algumas substâncias à

pressão constante de 1 atm.

Calor sensível

É aquele que provoca variação da temperatura.

Capacidade térmica (C)

É uma característica do corpo. A capacidade térmica corresponde à

quantidade de calor (recebida ou cedida) que leva a uma variação de 1°C na

temperatura do corpo. É dada pela relação da quantidade de calor recebida por

um corpo e a variação de temperatura sofrida pelo mesmo. É representada pela

letra C e é medida em calorias por grau Celsius (cal/°C) ou caloria por Kelvin

(cal/K).

Page 74: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 74

Onde C é a Capacidade térmica, Q é a quantidade de calor recebida ou

cedida pelo corpo e Δt é a variação de temperatura sofrida pelo corpo.

A quantidade de calor sensível (Q) que um corpo de massa m recebe é

diretamente proporcional ao seu aumento de temperatura. Logo, podemos

calcular a quantidade de calor sensível usando a seguinte fórmula:

Calor latente é aquele que provoca mudança de estado físico.

Calor latente (L)

É a quantidade de calor que a substância troca por grama de massa

durante a mudança de estado físico. É representado pela letra L. É medido em

caloria por grama (cal/g).

Para calcular o calor latente é necessário utilizar a seguinte expressão:

Onde Q é a quantidade de calor recebida ou cedida pelo corpo, m é a

massa do corpo e L é o calor latente.

Figura 1.23 - Calor sensível e Calor Latente

Page 75: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |75

Figura 1.24- Transferência de calor à temperatura constante em uma estufa

1.2.4. TRANSFERÊNCIA DE CALOR À TEMPERATURA CONSTANTE

Uma chaleira está esquentando água no fogão. À medida que a superfície

metálica se aquece, calor é transmitido para a água até se atingir o ponto de

ebulição. O que se nota na ebulição é que o líquido está a uma temperatura

constante. Não existe um gradiente de temperatura, como é o caso do calor por

condução. O único gradiente que existe é entre a superfície da chaleira em

contato com a água é a chaleira propriamente dita. O conceito de regime de

transferência de calor pode ser mais bem entendido através de exemplos.

Analisemos, por exemplo, a transferência de calor através da parede de uma

estufa qualquer. Consideremos duas situações: operação normal e desligamento

ou religamento.

Durante a operação normal,

enquanto a estufa estiver ligada a

temperatura na superfície interna da

parede não varia. Se a temperatura

ambiente externa não varia

significativamente, a temperatura da

superfície externa também é constante. Sob estas condições a quantidade de

calor transferida para fora é constante e o perfil de temperatura ao longo da

parede, mostrado na figura abaixo, não varia. Neste caso, dizemos que

estamos no regime permanente, ou temperatura constante.

1.2.5. VAPOR SATURADO E VAPOR SUPERAQUECIDO

Vapor superaquecido e vapor saturado às vezes se confundem em suas

aplicações.

Vapor é um gás à temperatura abaixo da temperatura crítica, de modo

que ele pode ser liquefeito por compressão, sem baixar a temperatura. Sob o

ponto de vista termodinâmico, gás e vapor possuem o mesmo significado

prático. O vapor d'água, água no estado gasoso, é o fluido de trabalho mais

Page 76: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 76

usado na indústria para aquecimento, limpeza e reação de processo. O vapor

d'água é gerado na caldeira.

Eis um assunto que traz dúvidas a um bom número de pessoas: vapor

saturado versus vapor superaquecido. Qual é mais econômico? Qual é mais

eficiente? Onde se deve aplicar um e outro?

Vapor saturado é a camada mais próxima da superfície líquida, encontra-

se no limiar do estado líquido e gasoso, podendo apresentar-se seca ou úmida.

O vapor saturado, ao contrário, é composto por uma mistura a de água e vapor,

cuja temperatura se mantém constante em relação à sua pressão, e é

justamente esta característica que lhe confere maior facilidade no controle de

temperatura de processos, portanto, é o tipo de vapor mais utilizado na maioria

das aplicações industriais, que não requerem isenção de umidade ou altas

temperaturas.

Vapor superaquecido é aquele que possui

temperatura mais elevada que a do vapor saturado.

Para obtê-lo, é necessário aquecer o vapor saturado,

mantendo inalterada a sua pressão. O vapor passa a

condição de superaquecimento quando ultrapassa

temperaturas de saturação de uma determinada

pressão. O vapor superaquecido é isento de umidade e

comporta-se nas tubulações como gás.

Graças a estas qualidades, é o perfeito para alimentação de turbinas

geradoras de energia elétrica ou motora, e este é de fato sua principal

aplicação. Isso por que as turbinas não podem receber umidade, sob o risco de

sofrerem danos em seus componentes.

Mesmo sendo isentas de água, as linhas de vapor superaquecido devem

ser drenadas sempre, uma vez que em inícios ou paradas de processo pode

ocorrer uma formação de condensado, colocando em risco o funcionamento da

turbina. Nas linhas de vapor superaquecido, os pontos de drenagem devem ser

instalados a cada 50 metros, um pouco mais distantes do que se verifica nas

linhas de vapor saturado.

Figura 1.25 - Vapor saturado em uma panela

Page 77: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |77

Os purgadores para vapor superaquecido, todos do tipo termodinâmico,

são desenvolvidos especialmente para esta função. Para atender as

necessidades típicas desta aplicação, eles têm as superfícies do disco e da

cabeça da sede tratadas especialmente para proporcionar vedação impecável.

Após movimentar uma turbina, o vapor superaquecido é expelido como vapor de

menor pressão e temperatura, com características próximas do vapor saturado.

Para reaproveitar a exaustão do vapor superaquecido, é conveniente e

recomendável saturá-lo para aproveitar as propriedades do vapor saturado, que

é mais adequado para aplicações de aquecimento.

Devido a esta possibilidade, muitas indústrias preferem gerar apenas

vapor superaquecido e aplicá-lo em todas as suas operações. Não se obtém

grandes vantagens usando-o em operações de aquecimento, por que, mesmo

tendo temperatura mais alta, com o acréscimo de energia que possui na

transferência para o processo ocasionará um tempo para execução desta tarefa,

que será maior que o vapor saturado.

Assim, você terá consumido mais combustível para produzir um vapor que

renderá menos na aplicação. Moral da história: manter cada tipo de vapor na

aplicação ideal é a melhor forma de economizar tempo.

2. CALDEIRAS - CONDIÇÕES GERAIS

São equipamentos que transformam água no estado líquido em vapor a

pressões superiores à atmosférica e temperaturas iguais ou superiores à

temperatura de saturação, utilizando para isso calor obtido de qualquer fonte de

energia.

A NR-13 é a norma do ministério do Trabalho que regula a operação de

caldeiras. Para efeito desta norma, as caldeiras são classificadas em três

categorias:

Categoria A - Pressão igual ou superior a 1960 kPa ou 19,98 kgf/cm2;

Categoria B - Pressão igual ou inferior a 588 kPa ou 5,99 kgf/cm2 e

volume igual ou inferior a 100L;

Page 78: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 78

Figura 2.1 – Caldeira flamotubulares

Categoria C - Todas as outras não enquadradas nas outras categorias.

2.1. TIPOS DE CALDEIRAS E SUAS UTILIZAÇÕES

As caldeiras podem ser classificadas segundo vários critérios, além dos

usados na NR-13. Os principais critérios utilizados para classificar caldeiras são:

posição relativa dos gases e da água, energético utilizado, posicionamento dos

tubos e tipo de fornalha.

Classificação quanto à localização relativa da água e dos gases:

Quanto à localização relativa da água e dos gases, as caldeiras se dividem

em flamotubulares e aquatubulares.

2.1.1. CALDEIRAS FLAMOTUBULARES

São constituídas de um corpo cilíndrico, responsável por armazenar água

e vapor sob pressão. O corpo é atravessado por uma série de tubos por onde

passam gases quentes de combustão, sendo a troca térmica realizada por

condução através das paredes dos tubos.

Este tipo de caldeira possui como

vantagens os baixos custos de aquisição

e manutenção, devido a sua construção

simplificada, além se serem flexíveis a

aumentos instantâneos de demanda de

vapor. Em contrapartida, possuem baixa

capacidade de produção de vapor, baixo

rendimento térmico, permitem somente

a obtenção de vapor saturado e

trabalham a pressões baixas (até no

máximo 20 kgf/cm2).

Utilização: São utilizadas em sistemas de aquecimento e pequenas

instalações industriais, com destaque para a produção de alimentos e bebidas.

Page 79: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |79

2.1.2. CALDEIRAS AQUATUBULARES

São caldeiras em que a água circula por dentro de uma tubulação,

enquanto os gases quentes circulam por fora desta tubulação. Geralmente

possuem dois reservatórios, sendo um para água líquida e o outro para água

líquida e vapor, sendo estes interligados por uma série de tubos que compõe a

tubulação de troca térmica.

Entre as vantagens deste tipo construtivo se destacam a maior capacidade

de produção de vapor, o maior rendimento térmico, a possibilidade de trabalhar

com pressões mais elevadas, inclusive acima do ponto crítico da água, e a

possibilidade de instalação de superaquecedores de vapor. Como desvantagens

se destacam o alto custo e a dificuldade de manutenção, devido à complexidade

do equipamento.

Utilização: São utilizadas em médias e grandes instalações industriais e

em usinas de geração de energia elétrica.

Classificação quanto à energia utilizada para o aquecimento:

Quanto ao energético utilizado, às caldeiras se dividem em caldeiras a

combustíveis sólidos, caldeiras a combustíveis líquidos, caldeiras elétricas e

caldeiras de recuperação. Existem também, em menor escala, caldeiras que

utilizam fontes alternativas de energia, como energia solar e geotérmica.

Figura 2. 2 – Caldeira aquatubular

Page 80: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 80

2.1.3. CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS

São caldeiras que utilizam combustível sólido como energético. São

exemplos deste tipo as caldeiras a carvão, lenha e bagaço de cana. Estas

caldeiras se diferenciam das outras pela sua fornalha, as quais podem ser

projetadas para queima de combustível pulverizado, queima em grelha ou em

leito fluidizado. São caldeiras que geram grande quantidade de rejeitos.

2.1.4. CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS

São caldeiras que trabalham com combustíveis líquidos, geralmente

derivados de petróleo como o óleo combustível e o diesel. Para atingir a

viscosidade correta para a queima e uma chama estável, o óleo necessita de

aquecimento prévio e nebulização, sendo assim, para viabilizar sua utilização, é

necessária a existência de um tanque para armazenagem, um sistema de

bombeamento e um sistema de aquecimento.

A desvantagem deste tipo de queima é a possibilidade de corrosão nas

partes frias da caldeira e a poluição atmosférica causada pelos contaminantes

presentes no óleo.

2.1.5. CALDEIRAS A GÁS

São caldeiras que utilizam o gás natural, o GLP, o gás de refinaria e gases

residuais de processo. Por ser um tipo de combustível que gera baixo nível de

poluentes, não causa corrosão nas partes frias do equipamento.

Estas caldeiras possuem rendimento energético superior se comparadas às

que trabalham com combustíveis sólidos ou líquidos, característica esta que

aliada à disponibilidade de combustível e facilidade de transporte deste, além da

vantagem de não gerar quantidades significativas de resíduos sólidos, faz com

que este tipo de caldeira seja preferido atualmente em grande parte das

aplicações industriais.

Page 81: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |81

2.1.6. CALDEIRAS DE RECUPERAÇÃO

São caldeiras que aproveitam o calor sensível dos gases quentes residuais

de processos industriais para promover o processo de vaporização.

Exemplos: caldeiras de CO nas refinarias, ciclos combinados em turbinas a

gás, nas fábricas de ácido sulfúrico para baixar a temperatura do SO2 até as

condições exigidas pelo processo.

2.1.7. CALDEIRAS ELÉTRICAS

São constituídas basicamente de um vaso de pressão contendo água, que

possui em seu interior componentes elétricos destinados ao fornecimento de

calor. Estes componentes de aquecimento podem ser resistências, eletrodos ou

outros componentes, conforme as características de cada equipamento.

A maior vantagem deste tipo de caldeira é a não emissão de gases e

outros tipos de resíduos de combustão, além de outras vantagens relacionadas

a não utilização de combustíveis. O alto custo da energia elétrica tem limitado

bastante sua utilização.

Utilizações: Utilizadas em saunas, hotéis, restaurantes e outras pequenas

aplicações.

2.2. PARTES DE UMA CALDEIRA

2.2.1. PARTES DE UMA CALDEIRA FLAMOTUBULARES

Corpo

Construído a partir de chapas de aço carbono calandradas e soldadas,

constitui o reservatório onde são mantidos a água e o vapor sob pressão. Suas

características construtivas definem a capacidade de produção de vapor e a

pressão de trabalho da caldeira.

Page 82: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 82

Figura 2.4 – Espelho

Espelhos

Constituem em duas chapas planas soldadas nas

extremidades do corpo, sendo responsáveis pelo

fechamento deste e pelo posicionamento e fixação do

feixe tubular, que pode ser fixado por solda ou por

mandrilamento.

Feixe Tubular

É constituído pelos tubos de troca térmica, são

fixados aos espelhos e passam por dentro do corpo. Os

gases quentes provenientes da combustão percorrem o

interior destes tubos, que possuem sua parte externa

em contato com a água contida no corpo, promovendo

assim o aquecimento e vaporização da água.

Caixa de fumaça

Em algumas caldeiras, os gases de combustão atravessam a o corpo mais

de uma vez, aumentando assim o rendimento térmico desta. A caixa de fumaça

é o local por onde os gases da combustão fazem esta reversão no seu trajeto,

para então passar novamente pelo interior da caldeira (pelo feixe tubular).

Figura 2.3 – Corpo

Figura 2.5 – Feixe tubular

Page 83: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |83

Figura 2.6 – Caixa de Fumaça

Figura 2.7 - Tubulão Superior

2.2.2. PARTES DE UMA CALDEIRA AQUATUBULAR

Tubulão Superior (Tambor de Vapor)

Consiste em um tambor fabricado em aço de alta qualidade onde a água e

o vapor permanecem em equilíbrio. Este elemento

recebe a água de alimentação, e nele são instaladas as

saídas de vapor.

No interior do tubulão superior geralmente há

elementos que atuam como filtros de vapor, para evitar

que partículas sólidas e líquidas sejam arrastadas pelo

fluxo de vapor.

Tubulão Inferior (Tambor de Lama)

O tubulão inferior, ou tambor de lama,

também consiste em um tambor fabricado em

aço. Possuem, em geral, dimensões menores que

o tubulão superior.

No tubulão inferior estão instaladas tomadas

para purga ou descarga de fundo, utilizadas para

remover lama e resíduos sólidos.

Feixe Tubular

É constituído por uma série de tubos que interligam os tubulões superior e

inferior, pode ser formado por tubos retos ou curvos. Os tubos de descida

Figura 2.8 –Tubulão Inferior

Page 84: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 84

contendo água são chamados de downcomer, enquanto os tubos de subida de

água e vapor são chamados de risers.

O fluxo de água por estes tubos pode ser natural, por diferença de

densidade, ou forçado, através da utilização de bombas, sendo esta ultima

utilizada quando a caldeira trabalha sob pressões muito elevadas.

Superaquecedor

São superfícies de troca de calor que têm por

objetivo fornecer energia ao vapor saturado, de modo

a transformá-lo em vapor superaquecido, visando

aumentar a disponibilidade de energia contida no

mesmo. Os tubos são convenientemente espaçados

para que os gases de combustão circulem entre eles e

devem ser fabricados em aço especial para resistir a

altas temperaturas.

Os superaquecedores podem ser drenáveis ou não drenáveis. Podem ser

ainda de convecção, radiação ou mistos, conforme a zona de calor em que se

encontrem.

Pré-aquecedores de ar a gases de combustão

São equipamentos que aproveitam o calor dos gases quentes que saem da

caldeira para elevar a temperatura do ar para a combustão, aumentando assim

a eficiência da caldeira.

Existem dois tipos principais de pré-aquecedores de ar a gases de

combustão, os tubulares e os regenerativos.

Pré-aquecedores tubulares

São constituídos de um feixe tubular fixado em espelho e inserido em um

invólucro metálico integrante da caldeira.

Figura 2. 9 –Superaquecedor

Page 85: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |85

Pré-aquecedores regenerativos

Constituídos de um rotor inteiramente metálico contendo um material de

enchimento, geralmente cestas contendo malha metálica, para facilitar o

transporte de calor. Este rotor gira a baixa rotação e, a cada revolução, o

conjunto recebe calor dos gases quentes e cede calor ao ar frio.

Pré-aquecedores de ar a vapor

Têm a função de impedir que o ar chegue muito frio no pré-aquecedor de

ar a gases de combustão causando a queda da temperatura dos gases de

combustão para aquém de seu ponto de orvalho e provocando corrosão.

Pré-aquecedores de água

Tem a função de elevar a temperatura da água até uma temperatura

próxima a de saturação para evitar possíveis tensões nos componentes

metálicos e queda de pressão no tubulão, além de aumentar no rendimento da

caldeira.

Existem dois tipos principais, os economizadores, que aproveitam o calor

dos gases de combustão, e os aquecedores a vapor, que possuem por função

não permitir que a água chegue muito fria nos pré-aquecedores.

Fornalha

A fornalha, também chamada de câmara de combustão, é a parte da

caldeira onde ocorre a combustão propriamente dita. De acordo com o tipo de

combustível a ser queimado, as fornalhas podem ser classificadas em: queima

em suspensão, queima em grelhas e queima em leito fluidizado. As fornalhas de

queima em suspensão têm aplicação mais abrangente, por permitirem a queima

de óleo, carvão ou gás. As fornalhas com grelha ou leito fluidizado são usadas

apenas para combustíveis sólidos.

Page 86: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 86

As fornalhas de queima em suspensão utilizam queimadores, que são

equipamentos instalados na fornalha, destinados a promover a combustão do

óleo, gás ou carvão pulverizado.

Conforme a tiragem, forçada ou induzida, a fornalha pode trabalhar com

pressões acima ou abaixo da pressão atmosférica.

Queimadores

São equipamentos destinados a introduzir continuamente o combustível e

o ar dentro da fornalha, mantendo a combustão dentro de parâmetros pré-

determinados. O queimador é composto de registro e maçarico, sendo que os

registros regulam a quantidade de ar para os maçaricos.

O maçarico é o elemento que se destina a receber o combustível e

atomizá-lo (dividir o combustível em gotículas finas ou névoa). Há maçaricos

para óleo combustível, diesel, gás, carvão pulverizado, entre outros.

A atomização do combustível é conseguida através de um agente

pulverizante que pode ser de pulverização mecânica, a vapor ou a ar.

Os queimadores para gás se dividem em aspirantes e de queima direta.

Os mais utilizados são os de queima direta, onde o gás é injetado puro,

diretamente na zona de combustão, através de bicos com furos de pequeno

diâmetro, podendo existir até oito ou mais bicos por queimador.

O bloco refratário é um conjunto de tijolos de forma circular localizado na

entrada da fornalha onde a chama do maçarico se projeta, possuindo como

finalidade manter a mistura homogênea e criar uma zona de alta temperatura

através da irradiação do calor, facilitando assim a combustão e mantendo a

Figura 2.10 – Fornalha

Page 87: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |87

forma da chama. A posição da lança do queimador deve ser de tal forma que o

cone de combustível pulverizado, já em combustão, seja praticamente tangente

ao bloco.

2.3. INSTRUMENTOS E DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE

CALDEIRA

2.3.1. DISPOSITIVO DE ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO

Injetores

Utilizam o próprio vapor da caldeira como meio de impulsão da água. São

utilizados em instalações pequenas ou como alimentador de emergência nas

grandes instalações.

Bombas de alimentação

Bombas são máquinas hidráulicas cuja função é movimentar água ou

outro líquido qualquer de um ponto para outro.

As bombas podem ser acionadas por motor elétrico, motor à explosão,

turbina a vapor ou praticamente qualquer outra fonte de energia mecânica.

As bombas mais utilizadas para alimentação de caldeiras são as bombas

alternativas e as bombas centrífugas de um ou mais estágios.

Figura 2.11 – Bombas centrífugas

Figura 2.12 – Bomba de pistão

Page 88: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 88

Bombas alternativas

São bombas em que a transferência de energia para o fluido se dá através

do movimento linear de um êmbolo ou pistão, que desliza no interior de uma

camisa, este movimento linear, que se dá de forma intermitente e altera o

volume de uma câmara interna da bomba, que possui válvulas para entrada e

saída de fluido.

No curso da aspiração, o movimento do elemento mecânico aumenta o

volume da câmara interna, reduzindo assim sua pressão e provocando

escoamento de líquido para seu interior, através das válvulas de admissão. No

curso de descarga, o elemento mecânico reduz o volume da câmara interna,

exercendo forças sobre o líquido e impelindo-o para o tubo de recalque, através

das válvulas de descarga. A descarga é intermitente e as pressões variam

periodicamente em cada ciclo.

Estas bombas imprimem pressões muito elevadas, mas sua vazão é baixa,

limitada a 50t/h.

Bombas centrífugas

As bombas centrífugas são bombas que têm como princípio de

funcionamento a força centrífuga, induzida no líquido através de palhetas e

impulsores presos a um rotor, que gira no interior de uma carcaça estanque,

jogando o líquido do centro para a periferia do conjunto girante. Nestas bombas,

o fluxo de saída se dá em direção perpendicular ao fluxo de entrada, que, por

sua vez, segue o eixo de rotação do rotor.

As bombas centrífugas imprimem pressões mais baixas que as bombas

alternativas, no entanto, quando utilizam múltiplos estágios podem atingir

pressões altas o suficiente para atender a maioria das aplicações em

alimentação de caldeiras, com a vantagem de serem mais flexíveis e

promoverem um escoamento de vazão constante.

Page 89: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |89

2.3.2. INDICADORES DE NÍVEL

Visores de nível

O visor de nível é um equipamento baseado no princípio dos vasos

comunicantes que permite ao operador observar diretamente o nível da água da

caldeira. Geralmente são redundantes, possuindo válvulas de bloqueio e

drenagem para que possam ser liberados para manutenção.

Boia ou flutuador

Neste sistema, a indicação de nível é obtida através a posição de uma boia

ou flutuador. A medição pode ser feita de forma contínua ou descontínua.

Sistema de boia para medição contínua

Consiste em uma boia presa a um cabo que tem sua extremidade ligada a

um contrapeso. No contrapeso pode ser fixo um ponteiro que indicará

diretamente o nível em uma escala. O deslocamento do cabo pode ainda ser

medido por um dispositivo eletrônico.

Sistema de boia para medição descontínua

Consiste em duas ou mais boias localizadas a alturas diferentes que

indicam quando o líquido está a um nível acima ou abaixo de sua posição.

Quando o nível do líquido sobe acima da boia, esta é deslocada para cima

devido ao empuxo, em contrapartida, quando o nível do líquido cai abaixo da

boia esta é deslocada para baixo devido ao seu peso. As boias são instaladas de

Figura 2.13 – Visor de nível

Page 90: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 90

tal forma que estes deslocamentos promovem a abertura ou fechamento de

contatos elétricos, indicando assim se o nível de líquido está acima ou abaixo de

suas posições.

Sistemas de eletrodos

Estes sistemas são empregados para fornecer indicação apenas quando o

nível atinge certos pontos desejados.

Nos líquidos que conduzem eletricidade podemos mergulhar eletrodos

metálicos de comprimentos diferentes. Quando houver condução entre os

eletrodos teremos a indicação de que o nível atingiu a altura do eletrodo

alcançado pelo líquido.

Medição de nível por pressão diferencial

Neste tipo de medição, são comparadas as pressões de dois pontos com

alturas diferentes, um ponto próximo ao topo do equipamento (acima do nível

do líquido) e outro próximo ao fundo do equipamento (abaixo do nível do

líquido).

A tubulação de impulso do ponto inferior é conectada à câmara de alta

pressão do transmissor de nível. A pressão atuante na câmara de alta é a soma

da pressão exercida pelo vapor contido acima da superfície do líquido e a

Figura 2.14 – Medição contínua e descontínua de nível por boia

Page 91: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |91

pressão exercida pela coluna de líquido no fundo do reservatório. A câmara de

baixa pressão do transmissor de nível é conectada na tubulação de impulso do

ponto superior onde atua somente a pressão exercida pelo vapor contido acima

da superfície do líquido.

Medição de nível capacitivo

A capacitância é uma grandeza elétrica que existe entre duas superfícies

condutoras isoladas entre si. O medidor de nível capacitivo mede as

capacitâncias do capacitor formado pelo eletrodo submergido no líquido em

relação às paredes do tanque. A capacidade do conjunto depende do nível do

líquido.

Em líquidos ou fluidos não condutores se empregam eletrodos normais.

Em líquidos ou fluídos condutores o eletrodo é isolado normalmente com teflon.

À medida que o nível do tanque for aumentando o valor da capacitância

aumenta progressivamente à medida que o dielétrico ar é substituído pelo

dielétrico líquido a medir.

A capacitância é convertida por um circuito eletrônico numa corrente

elétrica, sendo este sinal indicado em um medidor.

Figura 2.15 - Medições de nível por pressão diferencial

Page 92: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 92

2.3.3. SISTEMA DE CONTROLE DE NÍVEL

Este controle é feito através da variação da vazão da água de alimentação

da caldeira utilizando os dados fornecidos pelos indicadores de nível. Existem

vários tipos de controle de nível. Alguns deles muito simples, como o que

somente liga a bomba de alimentação ou abre a válvula de alimentação quando

o nível cai, operando somente em duas posições (on/off). Esses tipos de

controle utilizam indicadores descontínuos de nível e só funcionam em

instalações com vazão de vapor muito baixa.

Em instalações de médio e grande porte, é comum o uso de transmissores

de pressão diferencial com instrumentação pneumática ou elétrica. Esses

controladores, por sua vez, irão atuar na válvula de admissão de água.

2.3.4. INDICADORES DE PRESSÃO

Os indicadores de pressão, também chamados manômetros, são

instrumentos utilizados para medir a pressão de líquidos, gases e vapores. Os

manômetros estão entre os mais importantes instrumentos das caldeiras, pois o

controle da pressão é fundamental para garantir a segurança e a manutenção

das condições operacionais dos geradores de vapor.

Manômetro tubo Bourdon

O Tubo de Bourdon consiste em um tubo com seção oval, disposto em

forma de “C”, espiral ou helicoidal, tem uma de sua extremidade fechada,

estando à outra aberta à pressão a ser medida.

Figura 2.16 - Manômetro, pressostato e sensor de pressão

Page 93: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |93

Com a pressão agindo em seu interior, o tubo tende a tomar uma seção

circular resultando um movimento em sua extremidade fechada. Esse

movimento através de engrenagens é transmitido a um ponteiro que irá indicar

uma medida de pressão em uma escala graduada.

Manômetro fechado

Esse tipo tem duas aplicações típicas. Uma para locais expostos ao tempo

e outra em locais sujeitos a pressões pulsantes.

No primeiro caso, a caixa é constituída com um grau de proteção, definida

por norma, que garante a condição de hermeticamente fechada.

No segundo caso, a caixa é preenchida em 2/3 com óleo ou glicerina para

proteger o Bourdon e o mecanismo interno do manômetro contra pressões

pulsantes ou vibrações mecânicas. Esse enchimento aumenta a vida útil do

manômetro.

Manômetro de pressão diferencial

Este tipo construtivo é adequado para medir a diferença de pressão entre

dois pontos quaisquer do processo. É composto de dois tubos de Bourdon

dispostos em oposição e interligados por articulações mecânicas.

A pressão indicada é resultante da diferença de pressão aplicada em cada

Bourdon.

Figura 2.17 - Construção básica do manômetro de Bourdon

tipo “C”

Page 94: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 94

Manômetro com selagem líquida

Em processos industriais que manipulam fluidos corrosivos, viscosos,

tóxicos, sujeitos à alta temperatura e/ou radioativos, a medição de pressão com

manômetro tipo elástico se torna impraticável, pois o Bourdon não é adequado

para essa aplicação. Nesse caso, a solução é recorrer à utilização de algum tipo

de isolação para impedir o contato direto do fluido do processo com o Bourdon.

Existem basicamente dois tipos de isolação, (que tecnicamente é chamado

de selagem), utilizada. Um com selagem líquida, utilizando um fluido líquido

inerte em contato com o Bourdon e que não se mistura com o fluido do

processo. Nesse caso é usado um pote de selagem conforme mostrado na

figura. Outro, também com selagem líquida, porém utilizando um diafragma

como selo. O fluido de selagem mais utilizado nesse caso é a glicerina, por ser

inerte a quase todos os fluidos. Este método é o mais utilizado e já é fornecido

pelos fabricantes quando solicitados

2.3.5. ACESSÓRIOS PARA MANÔMETROS

Amortecedores de pulsação

Os amortecedores de pulsação tem por finalidade restringir a passagem do

fluido do processo até um ponto ideal em que a frequência de pulsação se torne

nula ou quase nula. Esse acessório é instalado em conjunto com o manômetro

Figura 2.18 - Pote de Selagem

Figura 2.19 - Manômetro com selo de diafragma

Page 95: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |95

com objetivo de estabilizar ou diminuir as oscilações do ponteiro em função do

sinal pulsante. Esta estabilização do ponteiro possibilita a leitura da pressão e

também aumenta a vida útil do instrumento.

Sifões

Os sifões são utilizados, além de selo, para “isolar” o calor das linhas de

vapor de água ou líquidos muito quentes, cuja temperatura supera o limite

previsto para o instrumento de pressão. O líquido que fica retido na curva do

tubo-sifão esfria e é essa porção de líquido que irá ter contato com o sensor

elástico do instrumento, não permitindo que a alta temperatura do processo

atinja diretamente o mesmo.

Supressor de pressão

Esse acessório tem por finalidade proteger os manômetros de pressões

que ultrapassem ocasionalmente, as condições normais de operação. Ele é

recomendável nesses casos para evitar ruptura do elemento de pressão.

Instrumentos de transmissão de sinal

Os instrumentos de transmissão de sinal de pressão têm a função de

enviar informações à distância das condições atuais de processo dessa variável.

Essas informações são enviadas, de forma padronizada, através de diversos

tipos de sinais.

Figura 2.20 - Tipos de Sifão

Page 96: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 96

Transmissores pneumáticos

Esses transmissores possuem um elemento de transferência que converte

o sinal detectado pelo elemento receptor de pressão em um sinal de

transmissão pneumático.

Nesses dispositivos, um mecanismo constituído por uma lâmina metálica,

denominada de palheta, e por um orifício específico de exaustão de ar,

denominado de bico, é utilizado como elemento de conversão e um dispositivo

amplificador de sinais pneumáticos, denominado relé piloto é utilizado para

prover a saída de um sinal linear variável de 0,2 a 1,0 kgf/cm2.

Transmissores eletrônicos analógicos

Esses transmissores, sucessores dos pneumáticos, possuem elementos de

detecção similares aos dos pneumáticos, porém utilizam elementos de

transferência que convertem o sinal de pressão detectado em sinal elétrico

padronizado de 4 a 20 mA dc. Existem vários princípios físicos relacionados com

as variações de pressão que podem ser utilizados como elemento de

transferência. Os mais utilizados nos transmissores são:

a) Fita Extensiométrica (Strain Gauge)

É um dispositivo que mede a deformação elástica sofrida pelos sólidos quando estes

são submetidos ao esforço de tração ou compressão. São na realidade fitas metálicas

fixadas adequadamente nas faces de um corpo a ser submetido ao esforço de tração ou

compressão e que tem sua seção transversal e seu comprimento alterado devido a esse

esforço imposto ao corpo, o que altera seu valor de resistência elétrica. Essas fitas são

interligadas em um circuito tipo ponte de WHEATSTONE ajustada e balanceada para

condição inicial e que ao ter os valores de resistência da fita mudada pela variação da

pressão, sofre desbalanceamento proporcional a esta variação.

O elemento de resistência que mede pressão é utilizado como um lado de uma

ponte, como mostra a figura, para indicar a variação de resistência.

Page 97: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |97

b) Sensor Piezoelétrico

A medição de pressão utilizando este tipo de sensor se baseia no fato dos

cristais assimétricos ao sofrerem uma deformação elástica ao longo do seu eixo

axial, produzirem internamente um potencial elétrico causando um fluxo de

carga elétrica em um circuito externo.

A corrente elétrica produzida é proporcional à pressão aplicada, uma

relação linear, o que facilita sua utilização. Outro fator importante para sua

utilização está no fato de se utilizar o efeito piezoelétrico de semicondutores,

reduzindo assim o tamanho e peso do transmissor, sem perda de precisão.

c) Sensor Capacitivo (Célula Capacitiva)

É o sensor mais utilizado em transmissores de pressão. Nele um

diafragma de medição se move entre dois diafragmas fixos. Entre os diafragmas

fixos e o móvel, existe um líquido de enchimento que funciona como um

dielétrico. Como um capacitor de placas paralelas é constituído por duas placas

paralelas separadas por um meio dielétrico, ao sofrer o esforço de pressão, o

diafragma móvel (que vem a ser uma das placas do capacitor) tem sua distância

em relação ao diafragma fixo modificada. Isso provoca modificação na

capacitância do circuito de medição, e então, tem-se a medição de pressão.

Figura 2.21 - Resistência elétrica para medição de

pressão

Page 98: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 98

Para que ocorra a medição, o circuito eletrônico é alimentado por um sinal

AC através de um oscilador e então se modula a frequência ou a amplitude do

sinal em função da variação de pressão para se tiver a saída em corrente ou

digital. Como líquido de enchimento utiliza-se normalmente glicerina, ou fluor-

oil.

Pressostato

É um instrumento de medição de pressão utilizado como componente do

sistema de proteção de equipamento ou processos industriais.

É constituído em geral por um sensor, um mecanismo de ajuste de set-

point e uma chave de duas posições (aberto ou fechado).

Como mecanismo de ajuste de set-point utiliza-se na maioria das

aplicações uma mola com faixa de ajuste selecionada conforme pressão de

trabalho e em oposição à pressão aplicada.

O mecanismo de mudança de estado mais utilizado é o micro interruptor,

podendo ser utilizado também ampola de vidro com mercúrio fechando ou

abrindo o contato que pode ser do tipo normal aberto ou normal fechado.

Dependendo das características dos equipamentos onde estão instalados,

os pressostatos podem comandar a abertura e o fechamento de válvulas,

acionar ou desligar bombas ou compressores, e outras ações, com o objetivo de

evitar o aumento excessivo da pressão no sistema.

2.3.6. DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA

Fusível térmico

Também chamado fusível tampão, consiste em um parafuso com um furo

no centro preenchido com uma liga de metal de baixo ponto de fusão. Quando a

temperatura aumenta, ocorre à fusão do material, provocando o escape de

vapor pelo orifício, o que causa um barulho intenso.

Page 99: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |99

Válvulas de Segurança

São válvulas calibradas para abrir a uma pressão definida, descarregando,

assim, o excesso de vapor e, com isso, evitando sob-repressões perigosas na

caldeira.

A NR-13 exige que as válvulas de segurança abram a uma pressão igual

ou inferior a PMTA e, no caso de caldeiras com superfície de aquecimento

superior a 47m2, estas devem possuir duas válvulas de segurança. Neste caso, é

permitido um acréscimo de pressão durante a descarga, ficando as duas

válvulas abertas, de no máximo de 6% de PMTA, no caso de caldeiras

projetadas conforme as normas ASME Seção I.

Normalmente, quando em número de duas por caldeira, uma no tubulão e

outra na saída de vapor da caldeira, as válvulas devem abrir numa sequência

pré-determinada. Isso evita a falta de fluxo no superaquecedor, o que

danificaria o mesmo.

Existem válvulas de segurança que permitem o seu acionamento manual

através de uma alavanca, caso esta não abra automaticamente, aumentando

assim a segurança da caldeira. O uso deste tipo de válvula de segurança é

obrigatório para caldeiras de categorias B e C pela NR-13.

Figura 2.22 - Válvulas de segurança com alavanca

Page 100: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 100

Intertravamento

São dispositivos destinados a proteger a caldeira e o sistema em caso de

alguma anormalidade. Atuam normalmente apagando a caldeira. Utilizam

elementos sensores e relés. Os elementos finais de proteção são as válvulas de

combustível.

As proteções são necessárias devidas, por exemplo, aos seguintes fatos:

Nível baixo;

Pressão baixa nos combustíveis;

Baixa vazão de ar;

Alta temperatura do vapor na entrada do desuperaquecedor;

Falha na chama;

Parada dos ventiladores.

Válvulas de fechamento rápido operadas por intertravamento:

São válvulas mantidas abertas ou fechadas quando determinadas

condições são satisfeitas. Faltando uma destas condições, por meio de um sinal

elétrico, esta válvula irá fechar ou abrir. No projeto dessas válvulas é previsto

que, em caso de falta total de energia, a válvula vá para a posição mais segura.

Detectores de chama

São dispositivos sensibilizados pela luz da chama do queimador. Quando

esta chama se apaga, o detector desencadeia automaticamente uma série de

operações visando à segurança da caldeira. Fechar a válvula de combustível

para aquele queimador, por exemplo, é a mais usual. O princípio de

funcionamento desses detectores consiste na emissão de fótons durante a

combustão, que percorrem uma distância suficiente para atingir uma superfície

fotossensível. O resultado obtido altera o fluxo de elétrons do sensor, cujo sinal

é amplificado para operar um relé.

Page 101: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |101

Existem três tipos de detectores óticos: os sensores de luz, os sensores

infravermelhos e os sensores ultravioletas. Os sensores ultravioletas

apresentam maiores vantagens em relação aos outros, tais como: são

adequados a todos os combustíveis, não são influenciados por refratários

incandescentes e se adaptam a todos os queimadores.

Analisadores

Hoje, a tendência é dispormos todos os analisadores em linha. Estes

analisadores possuem tempo de resposta curto e indicação contínua. Os

analisadores de O2 mais usados são os paramagnéticos e os de óxido de

zircônio. Os analisadores de CO e CO2 baseiam-se na absorção dos raios

infravermelhos por estes gases. São exemplo de analisadores:

O2 – excesso de ar nos gases de combustão (teste de Orsat);

CO – gases de combustão;

CO2 – gases de combustão;

pH – água da caldeira;

Sílica – água da caldeira.

2.3.7. DISPOSITIVOS AUXILIARES

Pilotos

São equipamentos destinados a acender o queimador principal. São

queimadores de dimensões reduzidas com combustível de fácil ignição.

Funcionam com gás combustível ou GLP e um ignitor para produzir o

faiscamento para o acendimento do piloto. Esse ignitor consiste em dois

eletrodos onde é estabelecida uma diferença de potencial (aproximadamente

10.000 volts), que forma um arco voltaico que será a fonte de ignição.

Page 102: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 102

Desaeradores

São equipamentos de dupla função. Além de aquecerem a água na

entrada da caldeira, promovem a remoção dos gases dissolvidos, nocivos às

partes sob pressão. Esse processo é realizado ao fazer a água passar em

contracorrente com um fluxo de vapor que aquece a água e os gases nela

contidos.

Sopradores de fuligem

São dispositivos destinados a remover a fuligem depositada nos tubos

durante a operação normal da caldeira. Essa fuligem, ao se depositar sobre os

tubos, atua como isolante provocando sensível queda na transmissão de calor.

Os sopradores de fuligem, também conhecidos como ramonadores, são divididos

em fixos e retráteis e são constituídos basicamente de um tubo perfurado

conectado a uma rede de vapor. A esse tubo é impressa uma rotação lenta, e,

nos casos de ramonadores retráteis, também um deslocamento longitudinal. O

vapor que escapa em alta velocidade pelos furos varre a zona do feixe tubular

arrastando a fuligem.

2.3.8. TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E ACESSÓRIOS.

Tubulações

Em um sistema de caldeiras temos linhas para água de alimentação, óleo

combustível, gás, condensado, vapor e drenagem. Essas linhas têm os mais

diversos diâmetros e devem ser identificadas no limite de bateria.

As linhas de água, óleo, vapor e condensado devem ser isoladas para

evitar a perda de calor para o ambiente. Além do isolamento, as linhas de óleo

exigem o tracejamento com vapor ou elétrico, para garantir a circulação e a

viscosidade no bico do queimador. As linhas de vapor exigem ainda curvas de

dilatação e purgadores nos pontos baixos para evitar os golpes de aríete. As

linhas de drenagem servem para reaproveitamento de vapor em um tanque de

expansão ou concentrar essas drenagens em um só lugar com o objetivo de

Page 103: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |103

controlar o meio ambiente. As linhas de condensado retornam para

reaproveitamento do mesmo.

Todas as tubulações que são interligas a cadeiras deveram ser avaliadas

se necessário à inclusão dos parâmetros da NR-13 do item 13.6.

Válvulas

São dispositivos destinados a estabelecer, interromper ou regular o fluxo

em tubulações. São os acessórios mais importantes e mais caros das

tubulações, merecendo cuidados especiais na sua localização, especificação e

manutenção.

Válvulas de Bloqueio

São utilizadas apenas para estabelecer e interromper o fluxo (on/off),

funcionando completamente abertas ou completamente fechadas. Estas válvulas

devem promover a menor perda de carga possível para a linha quando abertas e

um grau de vazamento adequado ao sistema e ao fluido quando fechadas.

Os principais tipos de válvulas de bloqueio são:

Válvula gaveta (gate valve);

Válvula macho (plug, cock valve);

Válvula esfera (ball valve);

Válvula de comporta (slide, blast valve).

Figura 2.23 - Válvulas esfera, macho e gaveta

Page 104: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 104

Válvulas de Controle ou Regulagem

São utilizadas para controlar o fluxo que passa pela tubulação onde estão instaladas,

podendo trabalhar em qualquer posição de abertura parcial. O fluxo é controlado através da

variação da restrição imposta pela válvula à passagem do fluido, por meio da variação da

abertura da válvula.

Os principais tipos de válvulas de controle são:

Válvula globo (globe valve);

Válvula agulha (needle valve);

Válvula borboleta (butterfly valve);

Válvula diafragma (diaphragm valve);

Válvula de 3 ou 4 vias (three or four way valves).

Válvulas de Retenção ou Unidirecionais

São destinadas a impedir o retorno de fluidos de processo, ou seja,

permitem o fluxo em um único sentido.

Os principais tipos de válvulas de retenção são:

Válvula de retenção (check valve);

Válvula de retenção e fechamento (stop-check valve);

Válvula de pé (foot valve).

Figura 2.24 – Válvula globo, borboleta e agulha

Page 105: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |105

Válvulas que Controlam a Pressão a Montante

São utilizadas com o objetivo de manter a pressão da porção da tubulação

localizada em sua entrada (pressão a montante) dentro de limites pré-

estabelecidos.

Os principais tipos de válvulas que controlam a pressão a montante são:

Válvula de segurança ou alívio (safety, relief valve);

Válvula de excesso de vazão;

Válvula de contrapressão (back-pressure valve).

Válvulas que Controlam a Pressão a Jusante

São utilizadas com o objetivo de manter a pressão da porção da tubulação

localizada em sua saída (pressão a jusante) dentro de limites pré-estabelecidos.

Os principais tipos de válvulas que controlam a pressão a jusante são:

Válvulas redutoras e reguladoras de pressão;

Válvula de quebra-vácuo.

Figura 2.25 - Válvula de retenção de portinhola e esfera.

Figura 2.26 - Válvula reguladora de pressão

Page 106: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 106

Purgadores

São dispositivos automáticos que têm a finalidade de eliminar o

condensado que se forma nas linhas de vapor. Lembramos que seu

funcionamento é muito importante, pois, se o mesmo não estiver funcionando,

pode acumular condensado e ocasionar golpes de aríete. Isso pode danificar as

linhas e equipamentos. Ainda, se o purgador estiver dando passagem direta de

vapor, estaremos perdendo rendimento no ciclo térmico, pois a maior troca

térmica ocorre quando há mudança de estado.

Filtros

São acessórios destinados a reter quaisquer tipos de impurezas presentes

no fluido. Usados em linhas de óleo e antes de purgadores para evitar

entupimentos.

2.3.9. TIRAGEM DE FUMAÇA

Para que haja combustão, é necessário que se tenha um fluxo contínuo de

ar na fornalha e uma contínua saída de gases na chaminé passando através da

zona de convecção. A diferença de pressão entre a fornalha e a chaminé produz

a tiragem. A tiragem pode ser classificada em:

Tiragem natural

Produzida pela diferença de densidade entre os gases quentes e o ar frio.

Essa diferença de densidade é provocada pela chaminé, ou melhor, pela

diferença de pressão entre a base e o topo da chaminé em função da diferença

Figura 2.27 – Filtros provisórios ou permanentes

Page 107: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |107

de temperatura dos gases de combustão. Esse tipo de tiragem promove uma

pressão negativa na fornalha.

Tiragem mecânica forçada

Consiste em um ventilador localizado à montante da caldeira, insuflando o

ar de combustão para a fornalha. Esse tipo de tiragem promove uma pressão

positiva na fornalha.

Tiragem mecânica induzida

Consiste em um exaustor localizado a jusante da caldeira, na base da

chaminé, para retirada dos gases de combustão e para envio desses gases para

a atmosfera através da chaminé. Esse tipo de tiragem promove uma pressão

negativa na fornalha.

Figura 2.28 – Tiragem natural

Figura 2.29 – Mecânica forçada

Page 108: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 108

Tiragem mecânica balanceada

Consiste de dois ventiladores, um a montante e outro a jusante da

caldeira. Esse tipo de tiragem promove uma pequena depressão na fornalha.

Chaminés

Podem ser construídas de chapas de aço carbono ou alvenaria. Devem ser

projetadas em função da quantidade e da velocidade dos gases que passarão

através dela, da temperatura na base e no topo e da pressão atmosférica local.

Outro cuidado a ser tomado no projeto e operação de chaminés é a queda de

temperatura abaixo do ponto de orvalho dos gases e a possível formação de

ácidos em seu interior.

As chaminés têm dupla função: auxiliar o processo de tiragem e ajudar a

dispersar partículas sólidas e gases nocivos à saúde e ao meio ambiente.

Ventiladores e exaustores

Os ventiladores e exaustores são equipamentos destinados a promover a

movimentação de ar ou outros gases de um ponto a outro, sendo os

ventiladores destinados à injeção de ar, enquanto os exaustores são destinados

à retirada de ar. Os tipos mais comuns de ventiladores e exaustores são os

centrífugos e os axiais.

Os ventiladores e exaustores devem ser projetados para vencer todas as

perdas de carga do circuito dos gases de combustão e ainda prover a pressão

necessária para o processo de tiragem. Por sua importância, sua parada leva à

parada da caldeira, sendo assim necessário que sejam redundantes ou que

possuam diferentes acionadores, alimentados por diferentes fontes de energia.

Page 109: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |109

3. OPERAÇÃO DE CALDEIRAS

3.1. PARTIDA E PARADA

Partida da caldeira

Inspeção

Esta fase consiste em:

Verificar se todos os mancais, caixas de redução e válvulas estão

limpos e engraxados;

Verificar se os internos do tubulão estão devidamente fixados e os

tubos estão desobstruídos;

Verificar se os ventiladores e bombas estão livres de qualquer

detrito, como estopas, paus e ferramentas;

Verificar se os drenos e vents estão abrindo e fechando

perfeitamente e estão livres para fazer as descargas necessárias;

Verificar se os abafadores e controladores de circulação de gases

abrem e fecham perfeitamente e se correspondem perfeitamente às

marcas de aberto e fechado;

Verificar se a água de refrigeração de mancais das bombas está

circulando em quantidade suficiente;

Verificar as juntas de todas as portinholas;

Verificar se os alarmes funcionam quando acionados;

Verificar se todos os instrumentos estão conectados e prontos para

operação operar todos os controles, tanto remotos como locais, a

fim de verificar seu perfeito funcionamento;

Operar bombas e ventiladores para verificar suas condições.

Page 110: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 110

Teste pneumático

Este teste consiste em detectar vazamentos na parte de ar e gases da

caldeira, tanto internos quanto externos. É feito com os ventiladores ligados e

utilizando-se o velho método da espuma de sabão.

Enchimento

O enchimento deve ser feito com água de qualidade, o mais próxima

possível da exigida para o serviço normal. A diferença de temperatura dessa

água e a temperatura dos tubulões não deve ser muita alta para evitar tensões.

Teste hidrostático

Este teste é feito para detectar vazamentos na parte de água da caldeira.

Deve ser feito antes da primeira operação da caldeira, após a mesma ter sofrido

reparos ou em intervalos especificados durante sua vida útil.

Antes do teste, deve-se bloquear e grampear as válvulas de segurança.

Todos os vents devem ser mantidos abertos. A caldeira deve ser cheia

completamente e os vents devem ser bloqueados à medida que pelos mesmos

sai água.

Uma vez completamente cheia, eleva-se a pressão através da bomba de

alimentação até a pressão de teste estabelecida. Nessa condição, examina-se

detalhadamente a caldeira quanto a vazamentos. Se o teste for positivo, inicia-

se o condicionamento da caldeira para atendimento.

A água usada para o teste deve ser completamente drenada das partes

que não são destinadas a contê-la em operação normal (superaquecedores). Os

grampos das válvulas de segurança devem ser removidos. O nível do tubulão

deve ser drenado até o nível normal de operação.

Page 111: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |111

Secagem do refratário

Quando se trata de caldeira nova ou que tenha sido submetida a reparos

na fornalha, antes de colocá-la em operação normal, é necessário fazer a

secagem dos tijolos refratários e isolantes.

Esse procedimento é feito elevando-se lenta e gradativamente a

temperatura da fornalha. Inicialmente, com ar aquecido e, após com o

equipamento de combustão da própria caldeira, fazendo-se rodízio entre os

queimadores para que o calor seja distribuído uniformemente dentro da

fornalha. Durante esse período, os vents devem permanecer abertos.

O período de secagem pode variar consideravelmente sendo determinado

após exame da unidade. O boiling-out ou fervura química, processo de limpeza

dos tubos da caldeira, normalmente realizado em caldeiras novas, pode ser

levado a efeito simultaneamente com a secagem do refratário. Nesse caso, já no

enchimento da caldeira, devem se adicionados os produtos químicos

necessários.

Cuidados na partida

Para a partida deve-se dar preferência a um combustível com baixo teor

de enxofre (gás combustível, por exemplo) para evitar a condensação dos gases

e formação de ácido que pode ser perigoso. Pelo mesmo motivo, procurar

manter a temperatura dos gases de combustão acima do ponto de orvalho do

combustível utilizado. O nível do tubulão deve ser regulado no nível normal de

operação ou um pouco abaixo. O superaquecedor em nenhum momento deve

ficar sem fluxo o que ocasionaria superaquecimento no mesmo.

Superaquecedores protegidos por parede de água devem partir cheios de água

até atingirmos uma pressão em que seja garantido o fluxo através do mesmo. O

aquecimento deve ser lento e uniforme. Para isso, adota-se o rodízio dos

queimadores em operação. Um gradiente de pressurização, estabelecido para

cada caldeira, deve ser rigorosamente seguido. O controle desse gradiente é

feito através do controle da queima e do fluxo através das válvulas de partida

ou vents. Procurar evitar a reposição de água enquanto a temperatura no

Page 112: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 112

tubulão não for igual ou superior à temperatura da água de alimentação na

entrada para evitar quedas de pressão e tensões térmicas no tubulão. Após ser

atingida esta temperatura no tubulão, pode-se alinhar a controladora de nível

para reposição, se necessário.

Teste das válvulas de segurança

O teste das válvulas de segurança deve ser feito antes de colocar a

caldeira em linha para ter certeza que as mesmas abram a pressões

determinadas.

Geralmente, a válvula do superaquecedor é regulada para abrir antes da

válvula do tubulão, a fim de manter sempre um fluxo no superaquecedor e

evitar que o mesmo seja danificado por superaquecimento. Portanto, é preciso

grampear a válvula do superaquecedor para que a do tubulão seja testada.

Colocação da caldeira em linha

Supondo que já exista outra caldeira em operação, os coletores de saída

da caldeira devem ser previamente drenados e aquecidos. O acendimento dos

queimadores com os quais a caldeira irá operar deve ser providenciado. A

válvula de saída da caldeira, normalmente motorizada, deve ser aberta ao

mesmo tempo em que se fecha a válvula de partida do superaquecedor. Se a

válvula de saída da caldeira for do tipo retenção, ela abrirá automaticamente à

medida que a pressão a montante da mesma for aumentando em função do

fechamento da válvula de partida. A partir deste momento, os controladores de

nível, temperatura e combustão podem ser automatizados.

Parada da caldeira

A caldeira deve ser retirada de operação a intervalos regulares para

inspeção, limpeza e reparos.

Antes da parada da caldeira, deve ser feita uma ramonagem completa

com o objetivo de eliminar depósitos de fuligem. Supondo que exista outra

Page 113: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |113

caldeira no sistema, a carga da caldeira que vai parar deve ser gradativamente

reduzida até atingir-se a pressão de combustível mínima no maçarico, quando

então será apagada. Se a caldeira estiver queimando um óleo pesado,

aproveitar esta oportunidade para lavar as linhas de óleo e os maçaricos

primeiramente com um combustível mais leve.(normalmente diesel) e, após,

com vapor.

Logo que o combustível tenha sido apagado, a caldeira deverá ser abafada

(ventiladores parados e dampers fechados) de forma a permitir que a caldeira

esfrie tão devagar e uniformemente quanto possível. O aceleramento da

despressurização através de drenos e vents e o esfriamento através da

passagem de grandes quantidades de ar frio devem ser evitados para impedir

tensões desnecessárias. A válvula de saída deve ser fechada. Quando a pressão

cair a 2kg/cm2, os vents do tubulão deverão ser abertos para evitar a formação

de vácuo dentro da caldeira devido à condensação total do vapor.

A caldeira não deverá ser esvaziada até que a fornalha atinja a

temperatura em que um homem possa entrar e permanecer dentro. Se a

caldeira tiver que ser liberada para manutenção, providenciar remoção dos

maçaricos, bloqueio e raqueteamento das linhas e abertura das bocas de visita.

3.2. REGULAGEM E CONTROLE

3.2.1. TEMPERATURA

Tem por objetivo manter o valor constante de temperatura do vapor na

saída da caldeira.

Fatores que afetam o grau de superaquecimento

Os fatores operacionais que afetam o grau de superaquecimento do vapor

são:

Excesso de ar

Quanto maior o excesso de ar, maior a temperatura do vapor nos

superaquecedores de convecção, pois o excesso de ar reduz o calor e aumenta a

Page 114: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 114

velocidade dos gases na fornalha. Isso diminui a vaporização e,

consequentemente, aumenta o calor disponível por unidade de massa de vapor

no superaquecedor de convecção. Nos superaquecedores de radiação, há

diminuição na temperatura do vapor face a menor temperatura da chama

provocada pelo excesso de ar.

Temperatura da água de alimentação

O aumento da temperatura da água de alimentação diminui o grau de

superaquecimento porque o combustível diminuirá, diminuindo o tamanho da

chama e a vazão de vapor.

Tipo de combustível

Nos superaquecedores de radiação, quanto maior a queima de gás em

relação ao óleo, menor a temperatura de vapor devido à presença de água nos

gases de combustão em função da maior porcentagem de hidrogênio no gás. Já

nos superaquecedores de convecção, o grau de superaquecimento aumenta

devido a maior vazão dos gases, face à necessidade de maior relação

ar/combustível.

Posição dos maçaricos

Mudando a posição dos maçaricos em relação ao superaquecedor,

principalmente nos superaquecedores de radiação, consegue-se a variação do

grau de superaquecimento.

Fuligem na superfície externa do superaquecedor

O depósito de fuligem na superfície externa do superaquecedor dificulta a

troca térmica causando a redução da temperatura do vapor.

Page 115: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |115

Tipos de controle de temperatura

Controle pelo lado dos gases

O controle pelo lado dos gases pode ser feito através de fornalhas

germinadas, da posição dos maçaricos ou pela recirculação ou desvio dos gases.

Controle pelo lado do vapor

Pelo lado do vapor, o controle de temperatura pode ser feito através de

injeção de água ou pelo by pass de parte ou de todo vapor em trocadores de

calor. O controle de temperatura por injeção de água pode ser feito com água

de alimentação ou com vapor saturado condensado. Pode ainda ser feito entre

estágios do superaquecedor ou na saída de vapor da caldeira. A utilização de

vapor saturado condensado tem a vantagem de não adicionar contaminantes ao

vapor (sílica), e a utilização do controle entre estágios do superaquecedor traz a

vantagem de evitar o arraste de água em razão da necessidade da passagem do

vapor pelo segundo estágio. O equipamento utilizado para controle de

temperatura nesse caso é chamado de “lIdesuperaquecedor" ou

“lIatemperador". O controle de temperatura por permutador também tem a

vantagem de não adicionar contaminantes.

3.2.2. PRESSÃO NA FORNALHA

Tem o objetivo de controlar a pressão na fornalha e o fluxo de ar e de

gases através dos elementos de troca de calor da caldeira. Esse controle pode

ser feito lia entrada do ar ou na saída dos gases.

Um controlador de pressão ajusta a queima de modo a manter constante

a pressão na saída da caldeira. Os dispositivos de controle objetivam manter o

queimador sob condições ideais de operação, regulando pressão e vazão do

combustível ou do ar de combustão. Os dispositivos de segurança devem

impedir eventuais danos aos equipamentos e operadores envolvidos.

Page 116: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 116

Para controle de combustão, diferentes sistemas são utilizados, tais como:

Funcionamento sob carga constante, ligando ou desligando em torno

de um nível médio de demanda térmica;

Funcionamento fixo em carga máxima, em carga mínima, ou sem

carga;

Funcionamento sob carga variável e contínua entre dois níveis,

máximo e mínimo, de demanda térmica.

Alguns sistemas podem operar controlando a pressão do vapor ou a vazão

na saída da caldeira. Quando o sistema opera com várias caldeiras por pressão é

possível estabelecer qual caldeira ira responder mais rapidamente a uma

variação na pressão. As caldeiras de queima mista (óleo e gás) normalmente

têm um arranjo que permite a queima prioritária do gás disponível.

Algumas caldeiras são ajustadas para só permitir o aumento da vazão de

óleo ou gás depois de aumentado o ar. No caso de decréscimo da carga,

primeiro é cortado o óleo, depois o ar (ar rico).

3.2.3. CONTROLE DE NÍVEL DE ÁGUA

O controle de nível pode ser de um elemento para caldeiras menores e de

dois ou três elementos para caldeiras maiores. O controle a três elementos

considera o nível no tubulão, a vazão de vapor e a vazão de água. Esse controle

permite uma antecipação no controle de nível.

Dois sinais compõem o controle de nível: o sinal de nível no tubulão e o

sinal de vazão de vapor. Esses dois sinais processados originam um terceiro que

será o set-point do controlador de água de alimentação. O sinal de vazão de

vapor tem o objetivo de antecipar uma correção para que o nível da caldeira se

mantenha sob controle.

Page 117: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |117

3.2.4. CONTROLE DE POLUENTES

Os principais poluentes originados da queima de combustíveis orgânicos

são:

Material particulado;

Óxidos de enxofre (SO2 e SO3);

Monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO);

Óxidos de nitrogênio.

As quantidades desses poluentes dependerão dos combustíveis usados,

dos modelos dos equipamentos de queima, do seu estado de conservação e das

condições de operação desses equipamentos.

Material particulado

É a denominação genérica de fumaça, fuligem e cinzas. Fuligem são

pequenas partículas de carbono, parcialmente oxidado isoladas ou impregnadas

com cinzas resultantes da combustão do restante do combustível. As partículas

de carbono existente na fuligem são cenosferas resultantes do craqueamento

térmico do combustível que não tiveram tempo ou oxigênio suficiente para

completar a queima. A fuligem é o que podemos chamar de "fumaça preta".

A emissão de particulados é diretamente proporcional ao teor de

asfaltenos do combustível. A quantidade de fuligem produzida pode ser

grandemente reduzida com a otimização da atomização e ajuste do ar para

queima.

As cinzas são formadas pelos resíduos inorgânicos deixados na queima

completa do combustível. Os componentes mais comuns para o óleo

combustível são: sódio, vanádio, sílica, magnésio, níquel, cálcio, ferro e cobre.

Um tipo especial de particulado é a chamada "fuligem ácida", que se

constitui numa mistura de cinzas com produtos de corrosão das partes metálicas

de fornos e caldeiras impregnadas de acido sulfúrico condensado dos gases de

combustão. Essa fuligem originará a chamada "chuva ácida". O uso de

Page 118: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 118

queimadores em mau estado, a atomização e a viscosidade erradas são fatores

que originam alta emissão de particulados.

Para se monitorar a emissão de particulados de forma continua, usam-se

aparelhos denominados opacímetros. Esses aparelhos medem a opacidade dos

gases que saem pela chaminé. Funcionam da seguinte forma: um feixe de luz

cruza os gases da chaminé e é detectado do outro lado por um sensor. A

corrente gerada no detector é proporcional à luz visível transmitida através dos

gases. Esses aparelhos devem ser protegidos contra a deposição de partículas e

da condensação de gases ácidos através de ar de limpeza injetado

continuamente nos dutos da instalação da fonte e do sensor.

Monóxido de carbono

O monóxido de carbono é um gás inodoro e sem cor, formado na

combustão incompleta de qualquer combustível contendo carbono. É um gás

altamente tóxico. Seu limite de tolerância é de apenas 39cm3/m3 de ar.

A concentração de CO nos gases de combustão depende da temperatura

dos gases e do excesso de ar na combustão. Baixos teores de excesso de ar

levam a altos teores de CO.

Pequenas câmaras de combustão tendem a apresentar um teor de CO

maior que grandes câmaras de combustão devido à velocidade de reação do CO

a CO2 (lenta) e ao tempo de residência dos gases na câmara de combustão.

Existem aparelhos destinados a medir o CO nos gases de combustão.

Óxidos de nitrogênio

Os óxidos de nitrogênio podem ser formados a partir do nitrogênio do

combustível e a partir do nitrogênio do ar. A partir do nitrogênio do ar, eles

podem ser térmicos ou rápidos.

A concentração dos óxidos de nitrogênio térmico cresce linearmente com o

acréscimo da concentração do oxigênio atômico e exponencialmente com a

temperatura da chama.

Page 119: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |119

Os óxidos de nitrogênio rápido se caracterizam por fraca dependência da

temperatura e forte dependência da relação ar/combustível. A partir do

nitrogênio do combustível, a formação de NOx é mais forte a temperaturas mais

baixas, aumenta rapidamente com o excesso de ar e depende pouco da

temperatura do processo.

Em fornalhas que queimam com alta temperatura (carvão mineral, óleo e

gás natural), prevalece a formação de óxidos de nitrogênio térmico. Em

fornalhas que queimam com temperaturas relativamente baixas (carvão

betuminoso, turfa e biomassa), prevalece a formação de óxidos de nitrogênio

rápido. O maior problema causado pelos NOx na atmosfera é a formação de

acido nítrico (HN03) e consequente formação de chuva ácida. Um outro

problema é a destruição da camada de ozônio.

Óxidos de enxofre

O enxofre nos combustíveis é um dos piores poluentes devido à corrosão

que provoca à formação de chuva acida e aos problemas respiratórios que causa

na população.

Na combustão, o enxofre é rapidamente convertido em SO2, podendo ser

lançado dessa forma na atmosfera ou ser convertido em SO3 através da ação

catalítica do pentóxido de vanádio, normalmente presente nos óleos

combustíveis pesados e carvões minerais. O SO3 por sua vez, ao encontrar a

água resultante da combustão do hidrogênio ou contida na atmosfera, reage

formando ácido sulfúrico (H2SO4). Vale lembrar que a concentração de SO3 será

tanto maior quanto maior for o excesso de ar usado na combustão, razão pela

qual também se procura minimizá-Io.

Temperatura dos gases na saída da chaminé

Essa temperatura deve ser mantida o mais baixa possível, buscando

melhorar o rendimento da caldeira e a diminuição do efeito estufa na atmosfera,

Page 120: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 120

no entanto, o ponto de orvalho dos gases de combustão impõe limites práticos

para esta redução de temperatura.

O ponto de orvalho dos gases de combustão pode ser calculado ou obtido

através de gráficos. Esse dado é determinante para obtermos a temperatura

mínima a ser mantida na saída dos gases da chaminé de forma a se evitar a

formação de ácido no interior dos equipamentos. Esse controle de temperatura é

feito através da vazão de vapor para o pré-aquecedor de ar a vapor de forma a

controlar a temperatura do ar que ingressa no pré-aquecedor de ar a gases de

combustão.

Resfriamento da purga

Toda água devolvida ao esgoto, em uma indústria em que não haja

tratamento de efluentes, deve ter uma temperatura próxima da temperatura

natural do ponto de deságue para evitar a poluição térmica do curso de água

receptor.

Drenagem das linhas de combustível

O produto dessa drenagem deve ser recolhido e não lançado diretamente

ao esgoto pluvial. Algumas indústrias possuem um sistema de esgoto oleoso que

sofre tratamento antes do descarte. Aquelas que não o possuem devem

obrigatoriamente instalar caixa separadora de óleo normatizada pelas

secretarias estaduais de meio ambiente.

3.3. FALHAS DE OPERAÇÃO, CAUSAS E PROVIDÊNCIAS

As prováveis falhas de operação dependem muito da instalação. Em

instalações menores, é previsível que a falha em equipamentos prioritários como

bomba de combustível, bomba de água de alimentação, ventiladores,

compressores para ar de instrumentos necessários ao acionamento das válvulas

de controle, falta de energia, etc. causará o apagamento da caldeira e a falta de

Page 121: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |121

vapor para seus consumidores sem maiores consequências. Deve então o

operador sanar o problema e providenciar o reacendimento da caldeira.

Em instalações maiores como uma refinaria de petróleo, por exemplo, em

que o sistema de utilidades é o coração da refinaria, procura-se minimizar essas

falhas. Todos os equipamentos citados anteriormente são redundantes e seus

acionadores de fontes diferentes (motores e turbinas). As alimentações elétricas

para motores, relés e válvulas solenóides podem ser alimentadas de fontes

diferentes e, em ultimo caso, de geradores de emergência ou baterias para o

caso dos relés e válvulas solenóides. Todas as válvulas de controle podem ser

operadas manualmente do local ou utilizados os seus desvios. Câmaras de

vídeo, dentro da fornalha, monitoram constantemente a chama das caldeiras de

modo que o operador possa antecipar uma ação corretiva em caso de perceber

alguma anormalidade.

Isso não significa que as caldeiras tenham que continuar operando a

qualquer custo, passando por cima até da segurança. No caso de ser necessário

o apagamento de uma caldeira, o sistema poderá ser alimentado por outras

caldeiras, pois até neste caso elas são redundantes. Para condicionar a carga do

sistema a essa nova situação, existem válvulas motorizadas comandadas a

distância que permitem o isolamento de consumidores não prioritários. As

caldeiras podem operar com combustíveis diferentes (gás e óleo) de forma que

a falta de suprimento de um deles não afete todas as caldeiras.

O sistema como um todo é planejado para evitar falhas, mas isso também

não significa que elas não ocorram. Têm-se observado que elas ocorrem

principalmente em liberações de equipamentos para manutenção. Para se

minimizar isso, procura-se planejar cuidadosamente cada liberação.

3.4. ROTEIRO DE VISTORIA DIÁRIA

Para garantir um funcionamento seguro e confiável de uma caldeira, esta

deve ser vistoriada diariamente a fim de localizar e corrigir eventuais

anormalidades. Este procedimento deve ser adotado também para caldeiras de

Page 122: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 122

pequeno porte que operem em regime descontínuo, que podem partir e parar

uma ou mais vezes por dia, neste caso, a vistoria deve ser realizada a cada

partida.

Como parte da vistoria diária, o operador da caldeira deve:

Verificar se os equipamentos na reserva estão prontos para operar;

Verificar se os equipamentos em manutenção estão corretamente

bloqueados e etiquetados;

Verificar a ocorrência de vazamentos, ruídos estranhos e vibração

fora do normal e solicitar manutenção, caso existam;

Verificar se indicadores locais e remotos não apresentam valores

discrepantes;

Verificar indicadores de nível a intervalos regulares;

Observar chama dos queimadores e corrigir qualquer anormalidade

notada;

Fazer leituras dos indicadores a intervalos pré-estabelecidos;

Fazer ramonagem uma vez por turno;

Amostrar gases e água uma vez por turno;

Operar purga e dosagem de produtos químicos, conforme resultado

das analises;

Verificar nível de lubrificante dos equipamentos rotativos;

Verificar se existem queimadores reserva prontos para operar;

Verificar se existem variáveis com valores fora do habitual que

possam indicar alguma anormalidade;

Verificar funcionamento dos purgadores;

Testar pilotos;

Testar alarmes;

Testar automatismo das bombas e ventiladores na reserva;

Page 123: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |123

3.5. OPERAÇÃO DE UM SISTEMA DE VÁRIAS CALDEIRAS

Em um sistema com várias caldeiras a carga total é distribuída entre as

caldeiras. Normalmente, o vapor de água é distribuído em três ou mais níveis de

pressão. A distribuição do vapor é conseguida através de tubulações isoladas

instaladas nos coletores de vapor, dos quais saem às derivações para as

diversas unidades de consumo.

O vapor de alta pressão é produzido pelas caldeiras. O nível de pressão e

temperatura depende de cada instalação. 0s níveis de pressão mais comuns

são: 40, 60, 80 ou 120kgf/cm2. Este vapor é o que atenderá às necessidades

mais críticas de vazão, pressão e temperatura do processo. Normalmente, é

consumido nos turbo geradores e em algumas turbinas maiores.

O vapor de média pressão é produzido a partir do nível de pressão

anterior, pela extração dos turbo-geradores, exausto de algumas turbinas,

expansão do vaso de purga de fundo e estações redutoras. Esse vapor é

utilizado no acionamento de turbinas auxiliares de bombas, compressores e

ventiladores, no aquecimento de óleo combustível, como agente de arraste em

ejetores, atomização de óleo nas caldeiras e fornos, etc.

O vapor de baixa pressão é produzido pelo exausto das turbinas auxiliares

ou estações redutoras. E utilizado como agente de aquecimento (tanques,

desaeradores, steam-tracing, etc.) e como agente de arraste. E utilizado

também como agente de limpeza externa e interna de equipamentos, na

diluição de vazamento de gases e na remoção de gases em tubulações ou

equipamentos para fins de manutenção (steam-out). Nesse nível, existe

também uma válvula reguladora que controla a pressão nesse sistema,

descarregando o excesso de vapor para a atmosfera. Em todos os níveis de

pressão, há PSVs para segurança do sistema. O condensado proveniente da

utilização desse vapor retorna à central termelétrica onde é utilizado novamente

na produção de vapor. Todo o sistema é operado de forma a evitar a abertura

das válvulas redutoras, pois as mesmas não produzem trabalho, e também a

abertura da válvula reguladora de pressão de vapor de baixa pressão. A essa

operação dá-se o nome de "equilíbrio térmico".

Page 124: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 124

3.6. PROCEDIMENTO EM SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA

Nível alto

Essa situação é potencialmente perigosa em função da possibilidade de

arraste de água para o coletor geral de vapor. Isso será percebido pela atuação

dos alarmes de nível alto e o procedimento será no sentido de reduzir a

alimentação e a verificação do controle automático de alimentação.

Nível baixo

Se o nível baixar sem desaparecer do visor, procura-se restaurá-lo

lentamente. Se o nível desaparecer do visor, deve-se cortar o combustível (em

instalações maiores, isto é, feito automaticamente pela atuação da proteção de

nível baixo), fechar a válvula de saída, fechar a água de alimentação, fechar os

registros de ar e parar a ventilação. Nunca realimentar com água uma caldeira

que tenha perdido completamente o nível, pois ela poderá explodir.

Rompimento dos tubos

Essa situação pode ser percebida principalmente através de fumaça

branca saindo pela chaminé. Quando o rompimento de um tubo for de ordem a

exigir a retirada da unidade, deve-se imediatamente apagar os queimadores,

parar os ventiladores e bloquear a saída de vapor da caldeira, bloqueando a

alimentação de água. Esses procedimentos devem ser adotados o mais

rapidamente possível para prevenir uma queda brusca na pressão e na

temperatura de saturação. A seguir, deve-se ajustar uma vazão de ar mínima

através da caldeira com a finalidade de arrastar o vapor que está vazando para

dentro da fornalha e evitar o resfriamento desnecessário e desigual das partes

sujeitas a pressão.

E sabido que se o tubulão de vapor - sem água, porém ainda quente – for

esfriado pela água de alimentação relativamente fria, estará sujeito a sérias

tensões.

Page 125: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |125

Explosão na fornalha

Esse fato se deve a ignição espontânea dos gases combustíveis

acumulados na fornalha. Ele pode ter várias causas como: temperatura

inadequada do óleo, provocando combustão parcial; parada repentina dos

ventiladores; formação de coque incandescente dentro da fornalha;

entupimento da chaminé; falhas de ignição; e falha de atomização.

Para evitar isto o operador deve:

Reduzir o combustível em vez de aumentar o ar de uma caldeira que

esteja fumaçeando. E mais perigoso aumentar o ar fazendo com que

a atmosfera da fornalha atravesse a faixa explosiva;

Não permitir o reacendimento de uma caldeira sem que uma

quantidade de ar passe através dela para expulsar os gases ainda

presentes (purga da fornalha). Evitar tentativas de acendimento de

queimadores aproveitando a chama de outro queimador próximo;

Manter vigilância constante sobre a chama da caldeira antecipando

uma correção sempre que constatado qualquer sinal de

anormalidade.

4. TRATAMENTO DE ÁGUA E MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS

4.1. IMPUREZAS DA ÁGUA E SUAS CONSEQUÊNCIAS

A operação segura e eficiente de uma caldeira é extremamente

dependente da qualidade da água disponível para alimentação da mesma. A

água tende a dissolver uma série de substâncias, tais como sais, óxidos /

hidróxidos, diversos materiais e inclusive gases, por isso nunca é encontrada

Figura 4. 1 - Condições da agua

Page 126: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 126

pura na natureza. Além disso, a água pode apresentar materiais em suspensão,

como argila, óleos, etc., causando problemas para geração de vapor, como

incrustações ou corrosão. Por isso é muito importante verificar a qualidade da

água de alimentação.

Sendo ideal para geração de vapor, água com seguintes características:

Menor quantidade possível de sais e óxidos dissolvidos;

Ausência de oxigênio e outros gases dissolvidos;

Ausência de materiais em suspensão;

Ausência de materiais orgânicos;

Temperatura elevada;

pH adequado.

A alimentação de água com boa qualidade elimina grande parte dos

problemas que normalmente ocorrem em geradores de vapor. Posteriormente,

fica a cargo do tratamento químico interno a qualidade da água na caldeira.

Diversas impurezas são encontradas na água. Geralmente, nas águas que

são usadas nos processos industriais, encontramos as seguintes substâncias

dissolvidas:

Íons de Cálcio e Magnésio (Dureza);

Sílica solúvel e silicatos;

Óxidos metálicos (Ferro);

Substâncias inorgânicas dissolvidas;

Material orgânico, óleos, graxas, açúcares, material de processo,

contaminantes condensados, etc.;

Gases, como O2, CO2, NH4, S2 e óxidos de nitrogênio;

Materiais em suspensão, como areia, argila, lodo, etc.

Page 127: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |127

Íons de Cálcio e Magnésio (Dureza)

A dureza da água é predominantemente causada pela presença de sais de

Cálcio e Magnésio. A água dura pode causar depósitos de calcita (CaCO3) em

caldeiras.

Sílica solúvel e silicatos

A sílica solúvel é oriunda da dissolução de parte da própria areia e rochas

das quais a água mantém contato.

Óxidos metálicos (Ferro)

Muitas incrustações são formadas por precipitação de óxidos de ferro

(ferrugem) que, na sua forma cristalina, geram incrustações de alta aderência.

Substâncias inorgânicas dissolvidas

Incrustações inorgânicas são formadas por cristais que se desenvolvem de

maneira regular, o que favorece seu crescimento após a formação e aderência

sobre as superfícies metálicas.

Figura 4.2 - Cálcio e magnésio

Figura 4. 3 - Sílica solúvel e silicatos

Figura 4.4 - Óxidos metálicos

Page 128: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 128

Material orgânico (óleos, graxas, etc.).

Materiais orgânicos contaminantes, tais como fluidos envolvidos no

processo (óleos, graxas, etc.), muitas vezes se dão pelo condensado.

Gases dissolvidos (O2, CO2, S2, etc.)

Um dos meios mais eficientes de combater a corrosão em caldeiras é pela

remoção do oxigênio na água. Sem oxigênio, não há receptor para elétrons do

ferro, logo, o ciclo não é completado.

Materiais em suspensão (areia, argila, etc.).

Aderem sobre as superfícies da caldeira, constituindo incrustações. Ocorre

principalmente em partes com elevada taxa de vaporização, como tubos

submetidos à radiação (fornalha).

Figura 4.5 - Substancias orgânicas

Figura 4.6 - Material Organico

Figura 4.7 - Gases dissolvidos

Figura 4.8 - Material em suspensão

Page 129: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |129

Tratamentos preliminares da água

Procedimentos recomendados para execução na água de reposição das

caldeiras, visando retirar impurezas e evitar consequências de sua presença. O

tratamento preliminar atua primeiramente sobre as impurezas mais grosseiras,

como turbidez, sólidos em suspensão e material orgânico.

4.2. TRATAMENTO DE ÁGUA DE CALDEIRAS

As principais grandezas de qualidade da água são:

Dureza Total - Representa a soma das concentrações de cálcio e

magnésio na água. Esses sais possuem a tendência de formar incrustações

sobre as superfícies de aquecimento. A água em relação à dureza pode ser

classificada como:

Até 50 ppm de CaCO3 – mole

50 a 100 ppm de CaCO3 – meio dura

Acima de 100 ppm de CaCO3 – dura

pH – É um meio de se medir a concentração de ácido ou soda em uma

água. Em outras palavras é a maneira de se medir a acidez ou a alcalinidade de

uma amostra. Para a determinação do pH usa-se uma escala que varia de 1 a

14, sendo que de 1 a 6 a água é ácida e de 8 a 14, a água é alcalina. Com pH

igual a 7 a água é neutra. Quanto mais ácida é uma água, mais corrosiva ela é.

Métodos de tratamento de água

Os métodos de tratamento podem ser divididos em dois grandes grupos:

Externos:

Clarificação

Abrandamento

Desmineralização

Page 130: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 130

Desgaseificação

Remoção de sílica

Internos:

A base de fosfato

A base de quelatos

Sulfito de sódio

Hidrazina

Soda

Métodos externos

Clarificação

O processo consiste na prévia floculação, decantação e filtração da água

com vistas a reduzir a presença de sólidos em suspensão.

Abrandamento

Consiste na remoção total ou parcial dos sais de cálcio e magnésio

presentes na água, ou seja, consiste na redução de sua dureza.

Desmineralização

Ou troca iônica. Nesse processo são utilizadas certas substâncias sólidas e

insolúveis, das mais variadas origens e natureza química, que possuem a

propriedade de, quando em contato com soluções de íons, trocar esses íons por

outros de sua própria estrutura sem que haja alterações de suas características

estruturais. Existem dois tipos de trocadores: de cátions e de ânions.

Page 131: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |131

Desgaseificação

São empregados equipamento especiais que aquecem a água e desta

forma, são eliminados os gases dissolvidos. Pode ser utilizado vapor direto para

o aquecimento da água a ser desgaseificada.

Remoção de sílica

Como já foi abordado, a sílica produz uma incrustação muito dura e muito

perigosa. Os tratamentos normalmente empregados no interior da caldeira não

eliminam a sílica. Os métodos mais usados para a remoção da sílica são a troca

iônica e o tratamento com óxidos de magnésio calcinado.

Métodos internos

Os tratamentos internos se baseiam na eliminação da dureza, ao controle

do pH e da sua alcalinidade, na eliminação do oxigênio dissolvido e no controle

dos cloretos e do teor total de sólidos.

Eliminação da dureza

Os sais de cálcio e de magnésio precipitam como carbonatos e sulfatos,

formando os depósitos duros e isolantes do calor que são as incrustações.

Existem dois métodos diferentes de eliminar a dureza:

Precipitação com fosfatos – Esses reagem com os sais de cálcio e de

magnésio formando um produto insolúvel que não adere às partes

metálicas da caldeira. O precipitado forma um lodo que se acumula

no fundo da caldeira, sendo eliminado regularmente por meio de

purgas.

Tratamento com quelatos – Nesse tratamento não há precipitação do

cálcio, nem do magnésio. Forma, porém, produtos solúveis não em

forma de lama. Os quelantes mais utilizados são o EDTA e o NTA.

Page 132: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 132

Controle do pH e da alcalinidade

Os produtos empregados no controle do pH e da alcalinidade são a soda a

50% e a soda (hidróxido de sódio) em lentilhas. Via de regra não é necessário a

adição de ácidos para o controle do pH e da alcalinidade por que as águas de

alimentação são geralmente bastante ácidas.

Eliminação do oxigênio dissolvido

Isso é de vital importância para o controle da corrosão. A eliminação é

feita pela reação entre certos agentes redutores e o O2. Os dois produtos mais

usados são o sulfito de sódio e a hidrazÍna.

Controle do teor de cloretos e sólidos totais

Quando a concentração de cloretos se toma muito alta, podem aparecer

problemas de corrosão. Quando o teor de sólidos é alto, podem aparecer

problemas de arraste. A forma de controlar esses teores é através de purgas

sempre que se fizer necessário.

Valores recomendados para os parâmetros de qualidade da

água

Na tabela a seguir é mostrado os valores recomendados para os diversos

parâmetros anteriormente mencionados, em função da pressão de trabalho da

caldeira.

Page 133: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |133

Monitoramento da qualidade da água

Deve ser estabelecido um programa de coleta e execução de análises que

leve em conta principalmente a pressão de trabalho da caldeira, a produção de

vapor e as exigências de qualidade do vapor. Em geral, para caldeiras de baixa

pressão, é recomendado uma análise química pelo menos semanal e que inclua

os seguintes itens:

pH;

Alcalinidade;

Dureza;

Fosfatos;

Sulfitos ou hidrazina;

Cloretos;

Sólidos totais.

É comum a realização de análises mais regulares para itens como o

pH, dureza e cloretos, pela facilidade de execução.

Para caldeiras de alta pressão, utiliza-se pelo menos uma análise diária da

água da caldeira, sendo analisados todos os itens acima mencionados.

Cuidados especiais devem ser tomados com a coleta da amostra para

análise. Antes da coleta deve ser feita uma purga para que seja eliminado

qualquer depósito nos tubos e no fundo da caldeira. Deve ser previsto também o

resfriamento da amostra de água coletada para melhorar sua concentração.

Caso a análise não seja feita imediatamente, é necessário evitar o contato com

o ar.

De fundamental importância é a correta utilização das purgas. Em

caldeiras que são regularmente apagadas deve-se fazer uma purga maior

imediatamente antes de se iniciar o fogo ou durante o período de aquecimento

da caldeira. Existem diversas maneiras de adicionar-se os produtos químicos em

uma caldeira. Pode-se adicionar todos os produtos de uma só vez ou pode-se

adicionar um cada vez. Mas o mais correto é misturar-se todos os produtos e

adicionar-se à medida que a bomba de alimentação alimenta a caldeira. Isso

Page 134: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 134

pode ser conseguido colocando-se uma bomba dosadora ligada junto com a

bomba de alimentação.

4.3. MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS

Secagem do refratário

Quando se trata de uma caldeira nova, ou que foi submetida a extensos

trabalhos de manutenção na fornalha, antes de colocá-la em operação normal, é

necessário proceder a secagem dos tijolos refratários. Essa secagem é feita

através do aquecimento lento e gradativo da fornalha, primeiramente de forma

natural e a seguir, utilizando os equipamentos de combustão da própria

caldeira. Esse procedimento tem o objetivo de eliminar a umidade retida no

refratário. O tempo de secagem depende da quantidade de refratários

substituídos, da qualidade do concreto empregado e da espessura do refratário.

Quanto mais lento e distribuído for este aquecimento, melhores os resultados.

Limpeza química

Esse procedimento tem o objetivo de remover óleos, graxas e materiais

estranhos das superfícies internas. Normalmente, feito com a adição de

produtos alcalinos no tubulão e um aquecimento, primeiro a pressão atmosférica

e, após, sob pressão. O período de fervura em cada estágio é definido em

função do material contido e das análises de acompanhamento do processo.

0s produtos usados normalmente são: hidróxido de sódio, carbonato de

sódio, fosfato trisódico e sulfito de sódio. Normalmente esse serviço é feito por

empresas especializadas contratadas, as quais acompanham todo o processo.

Sopragem

Todas as linhas novas de vapor, incluindo os tubulões e superaquecedores

de caldeira, devem sofrer um procedimento de sopragem antes de sua operação

normal. Esse processo consiste em fazer passar vapor a alta velocidade de

modo a remover todo o material entranho que posa estar contido no interior das

Page 135: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a |135

linhas. Isto é feito elevando-se a pressão da caldeira até a pressão normal de

trabalho e abrindo a válvula de saída da caldeira para a atmosfera de modo que

todo vapor gerado seja descarregado. Esse procedimento deve ser repetido

várias vezes até que a tubulação seja considerada limpa. Normalmente, o vapor

descarregado será de cor escura no início da operação e tornar-se-á claro

quando as tubulações estiverem limpas.

Hibernação

Quando a caldeira tiver que ser mantida fora de operação por um período

prolongado de tempo, faz-se necessário que se tomem medidas no sentido de

evitar a corrosão. Há dois métodos para conservação das caldeiras inativas. Um

deles é através da pressurização da caldeira com Nitrogênio, que é um gás

inerte, mantendo uma pressão entre 3 e 5kgf/cm2. O outro é através do

completo enchimento da caldeira com água tratada, adicionando-se

posteriormente hidrazina, de forma que o teor de hidrazina dessa água seja de

200ppm. A análise do teor de hidrazina deve ser repetida semanalmente. Pelo

lado dos gases, coloca-se uma lona para impedir a passagem de ar pelo interior

da caldeira e distribui-se em diversos pontos recipientes com silica-gel ou cal

virgem e lâmpadas.

Manutenção preventiva e inspeções

O funcionamento eficiente e a durabilidade das caldeiras dependem de

cuidados específicos tanto para caldeira como para seus periféricos. Os manuais

de fabricação das caldeiras detalham os programas de manutenção necessários

ao equipamento. As inspeções devem ser feitas a intervalos regulares. A NR-13

define os períodos máximos de inspeção para cada classe de caldeira.

Soldagem e alívio de tensões

As diferentes partes das caldeiras são construídas de diferentes materiais

e ligas metálicas. Quanto mais alto o teor de carbono, maior a dificuldade para

Page 136: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 136

sua soldagem. A escolha do eletrodo adequado para a soldagem é fundamental

para o sucesso da solda. Essa escolha depende do metal base, da posição da

solda, da qualidade do metal depositado e de outros fatores. Após a realização

da solda, o resfriamento e a contração da zona soldada causa o aparecimento

de tensões que precisam ser aliviadas. Isso é feito pelo aquecimento da peça

soldada até 600°C, mantendo-a nessa temperatura por um período

determinado.

Mandrilamento

A fixação dos tubos nos tubulões é feito através do mandrilamento. Esse

processo consiste na expansão do diâmetro da tubulação no local de fixação por

meio da ação mecânica de roletes, calçados internamente nos tubos. Isso

provoca a fixação do tubo por interferência. Em caldeiras de alta pressão, faz-se

uma solda de selagem entre o tubo e o tubulão.

Nas caldeiras aquatubulares, as paredes de água se unem aos coletores

por solda.

Válvulas de segurança

As válvulas de segurança devem ser inspecionadas e passar por

regulagem anualmente. Avalia-se o estado da mola, do corpo e da sede.

Geralmente esta ultima precisa ser retificada e polida.

Queimadores

Os maçaricos precisam de manutenção constante e adequada, pois são

fundamentais para a operação da caldeira. Oxidação dos furos, abrasão e

desgastes são avarias constantes provocadas pela limpeza inadequada dos

bicos. Não se devem usar materiais abrasivos para limpeza destas peças, pois a

mínima mudança no perfil dos furos provoca perdas significativas na operação

do maçarico.

Page 137: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 137

5. PREVENÇÃO CONTRA EXPLOSÕES E OUTROS RISCOS

5.1. RISCOS DE EXPLOSÃO

O emprego de caldeiras implica nos riscos mais diversos: explosões,

incêndios, choques elétricos, intoxicações, quedas, ferimentos diversos, etc. Os

riscos de explosões são, entretanto, os mais importantes pelas seguintes

razões:

Figura 5.1 - Vítima de acidente com caldeira, apresentando queimaduras pelo corpo

Por se encontrar presente durante todo o tempo de funcionamento,

sendo imprescindível seu controle de forma contínua, ou seja, sem

interrupções;

Figura 5.2 - Acidente com Caldeira flamotubulares

Em razão da violência com que as explosões acontecem. Na maioria

dos casos suas conseqüências são catastróficas, em virtude da

enorme quantidade de energia liberada instantaneamente;

Page 138: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 138

Figura 5.3 - Explosão de Caldeira. (Detalhes da destruição causada pela explosão)

Por envolver não só os operadores, como também as pessoas que

trabalham nas redondezas;

Figura 5.4 - Explosão, atingindo comunidades vizinhas

Por que sua prevenção deve ser considerada em todas as fases:

projeto, fabricação, operação, manutenção, inspeção e outras.

Figura 5.5 - Projeto e Fabricação de Caldeira flamotubulares, respectivamente

Page 139: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 139

Figura 5.6 Corte transversal de uma caldeira. (Detalhe da espessura da chapa

do corpo)

Figura 5.7 - Incêndio provocado por falha em caldeira

O risco de explosão do lado da água está presente em todas as caldeiras,

pois a pressão reinante neste lado é sempre superior à pressão atmosférica.

Todo fluido compressível tem seu volume bastante reduzido quando

comprimido. Esta redução é tantas vezes menor quanto for o aumento da

pressão. A massa comprimida de fluido procura então, ocupar um espaço maior

através de fendas e rupturas. Isso é conseguido pela explosão, quando, por

algum motivo, a resistência do recipiente que o contem é superada. Para evitar

a explosão surge a necessidade de empregar-se espessuras adequadas em

função da resistência do material e das características de operação

No caso de caldeiras, outro fator importante a ser considerado quanto às

explosões é a grande quantidade de calor transmitida no processo de

vaporização, dada a grande quantidade de calor latente e calor sensível

absorvida pelo vapor. Neste sentido, os danos provocados pela explosão de uma

caldeira serão muito maiores do que os provocados pela a explosão de um

reservatório contendo ar, por exemplo, de mesmo volume e de mesma pressão.

Isto porque parte da energia será liberada na forma de calor, provocando o

aquecimento do ambiente onde a explosão ocorre.

Page 140: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 140

O risco de explosão pode ser originado por 3 causas:

Diminuição da resistência, que pode ser decorrente de

superaquecimento ou de modificações na estrutura do material;

Figura 5.8 - Rompimento de Vaso de Pressão, devido à fragilidade do material; Corrosão em tubulação. (Detalhe da espessura do tubo)

Diminuição da espessura de parede do equipamento, que pode der

decorrente de corrosão ou erosão;

Aumento de pressão, decorrente de falhas diversas que podem ser

operacionais ou não

Figura 5.9 - Alívio de Pressão em locomotiva, evitando problemas de sobrepressão

O superaquecimento como causa de explosões

Quando o aço com que é construída a caldeira é submetido, em alguma parte, a

temperaturas superiores àquelas admissíveis, ocorre redução da resistência do aço e

aumenta o risco de explosão.

Page 141: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 141

Figura 5.10 - Superaquecimento em tubulações

Entretanto, antes da ocorrência da explosão, podem haver danos como

envergamentos, empenamentos e abaulamentos.

Nas caldeiras aquatubulares é muito frequente a ocorrência de

abaulamento com a superfície convexa voltada para o lado dos gases,

decorrente da deformação plástica do aço em temperaturas da ordem de 400 a

550ºC e sob a ação duradoura de pressão interna de vapor.

Outra consequência do aquecimento é a oxidação das superfícies

expostas, quando o meio é oxidante, e a carbonetação dessas superfícies,

quando o meio é redutor.

As principais causas do superaquecimento são:

Seleção inadequada do aço no projeto da caldeira

Se no projeto da caldeira não forem consideradas as condições de não

homogeneidade de temperatura de trabalho das superfícies de aquecimento,

poderá ocorrer fluência e/ou ruptura de partes submetidas à pressão, devido ao

emprego de aços pouco resistentes às solicitações impostas.

Page 142: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 142

Figura 5.11- Metais diversos utilizados para fabricação de equipamentos

Uso de aços com defeitos

O processo de laminação utilizado na obtenção de chapas e de tubos, é

aquele que mais pode determinar a inclusão de defeitos. É comum na produção

de chapas ocorrer a chamada dupla laminação, consistindo de vazios no interior

do aço. Após sucessivas passagens pelos laminadores, esses vazios adquirem

um formato longitudinal ao longo da chapa, dando a impressão de se ter chapas

sobrepostas. Esses defeitos fazem com que as chapas não resistam às cargas

térmicas e/ou mecânicas previstas no projeto.

Figura 5.12- Materiais defeituosos

Prolongamentos excessivos dos tubos

Isso ocorre com muita frequência nas caldeiras flamotubulares, em que

tubos expandidos nos espelhos são deixados com comprimento excessivo para

dentro das caixas (câmaras) de reversão. Esses prolongamentos exagerados

prejudicam a reversão de fluxo dos gases quentes, determinando pontos de

superaquecimento, cuja consequência certa é o aparecimento de fissuras nos

tubos e/ou nas regiões entre furos dos espelhos.

Page 143: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 143

Figura 5.13 - Prolongamento de tubos no espelho

Queimadores mal posicionados

Os aços das chapas e dos tubos de caldeiras admitem aquecimento a até

algumas centenas de graus Celsius, sem perderem totalmente suas

propriedades mecânicas. As chamas de queimadores podem atingir valores de

temperatura de até 1.000°C, de modo que o mal posicionamento do queimador

pode determinar a incidência direta da chama sobre alguma superfície,

propiciando o superaquecimento e a fluência do material.

A consequência disso pode ser a deformação lenta e gradual da caldeira

ou a explosão eminente da mesma, o que depende da ocorrência de outros

fatores. O posicionamento dos queimadores é muito mais complicado quando

esses são do tipo tangenciais, os quais produzem um turbilhonamento intenso

dos gases no centro da câmara de combustão.

Incrustações

Esse é um problema clássico relacionado à segurança de caldeiras. As

incrustações são deposições de sólidos sobre as superfícies de aquecimento, no

lado da água, devido à presença nessa de impurezas: sulfatos, carbonatos de

cálcio e/ou magnésio, silicatos complexos (contendo Fe, AI, Ca e Na) e sólidos

em suspensão. Aparecem ainda, devido à presença de precipitados que resultam

de tratamentos inadequados da água da caldeira (borras de fosfato de cálcio ou

magnésio) e de óxidos de ferro não protetores.

Page 144: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 144

A incrustação, se comportando como isolante térmico (a condutividade

térmica é cerca de 45 vezes menor que a do aço), não permite que a água

mantenha refrigerada as superfícies de aquecimento. Isso reduz a transferência

de calor do aço para a água, fazendo com que o aço absorva mais calor sensível

e aumentando sua temperatura de forma proporcional à quantidade de calor

recebida. Nos casos de incrustações generalizadas há um agravamento da

situação para manter-se a água na temperatura de ebulição, pois é necessário o

aumento do fornecimento de calor no lado dos gases.

Com esse aumento de temperatura, podem ocorrer as seguintes

consequências indesejáveis com relação à segurança do equipamento:

O aço, previsto para trabalhar em temperaturas da ordem de 300°C,

fica exposto a temperaturas da ordem de 500°C, fora dos limites de

resistência.

Portanto, o risco de explosão acentua-se. A camada incrustante

pode romper-se e soltar-se, fazendo a água entrar em contato direto

com as paredes do tubo em alta temperatura, o que pode provocar

a expansão repentina da água e, de consequência, a explosão.

Formação de zonas propícias à corrosão, em virtude da porosidade

da camada incrustante e a possibilidade da migração de agentes

corrosivos para sua interface com o aço.

Operação em marcha forçada

Isso ocorre quando a caldeira possui potência insuficiente para atender as

necessidades de vapor do usuário, que na expectativa de ver sua demanda

atendida, intensifica o fornecimento de energia à fornalha.

Nessas circunstâncias, dadas as limitações da caldeira, em vez de alcançar

Figura 5.15 – Corrosão em tubulação do trocador de calor

Figura 5.14 – Chama produzida no interior da caldeira

Page 145: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 145

a produção desejada, o que é conseguido é o superaquecimento das várias

partes da caldeira, determinando a deformação das mesmas ou até a ruptura.

Portanto, isso constitui em risco eminente de explosão do equipamento. No caso

das caldeiras flamotubulares, a intensificação de energia à fornalha pode

também determinar riscos de fissuras no espelho traseiro, nas regiões entre

furos, de forma similar aos prolongamentos excessivos mencionados.

Falta de água nas regiões de transmissão de calor

O contato da água com o aço é fundamental para mantê-Io refrigerado.

Por isso, é essencial que o calor recebido pelas superfícies de aquecimento seja

transferido para água, sem provocar aumento excessivo da temperatura do aço,

pois no lado da água, o processo de vaporização acontece à pressão constante.

No caso de haver falta de água em alguma parte da caldeira, o processo a

temperatura constante cessará neste local, a partir do que se dará início uma

transferência de calor sensível (com aumento da temperatura). Isso provocará o

superaquecimento do metal e, por consequência, perda de resistência. A maior

parte das explosões em caldeiras é devido à falta de água nas regiões de

transferência de calor.

Os principais motivos para a falta de água são a circulação deficiente de

água e a falha operacional que serão discutidos a seguir:

Má circulação da água

Nas caldeiras aquatubulares em que a circulação da água se faz de modo

natural, a diferença de densidade entre as partes mais quentes da água e as

Figura 5.17 - Ruptura de tubulação, causada por operação em marcha

forçada

Figura 5.16 Detalhes da camada incrustante, causando expansão da

água

Page 146: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 146

partes menos quentes, é a força motriz responsável pela movimentação da água

no interior do equipamento. Essa força motriz é tanto menor, quanto mais a

pressão da água se aproxima do ponto crítico (220,9 bar). Na prática, para

pressões de trabalho superiores a 150 bar, é justificável o uso de bombas para

forçar a circulação da água.

É necessário que cada tubo seja atravessado por uma quantidade de água

suficiente para refrigerá-Io, pois é preciso encontrar um bom equilíbrio da vazão

de água. A rugosidade, as corrosões e os depósitos internos são fatores que

reduzem a vazão de água nos tubos, podendo prejudicar a refrigeração.

Nas caldeiras flamotubulares é estabelecido em regime normal uma

circulação de água. Se nos pontos mais baixo e mais alto da fornalha, a

velocidade da água for deficiente, pode determinar nesses pontos um aumento

de temperatura. Isso tende a se agravar se no ponto mais alto formam-se

bolhas de vapor, isolando termicamente a parede da fornalha da água da

caldeira.

Falha operacional

As caldeiras industriais de última geração operantes com combustível

líquido ou gasoso são totalmente automatizadas, cujos parâmetros de

funcionamento são controlados por meio de malhas de instrumentação. Isso tem

exigido dos operadores poucas intervenções, exigindo, porém, maior

qualificação do pessoal e maior precisão nas decisões. O esquema da figura

mostra a lógica do automatismo das caldeiras, obtido através de pressostatos e

do sistema regulador de nível da água, que comandam, respectivamente, o

funcionamento dos queimadores e das bombas de alimentação de água. A

atuação desses dispositivos, indispensáveis à segurança das caldeiras, podem

interromper subitamente o funcionamento das mesmas, através de válvulas

solenóides que bloqueiam o suprimento de combustível, desligando totalmente

os queimadores.

Page 147: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 147

Não obstante o automatismo das caldeiras modernas, os períodos de

acendimento e de desligamento das mesmas acontecem, em geral, de forma

manual. Se o acendimento se realizasse em posição automática, os controles

admitiriam o máximo fornecimento de energia, pois são comandados pela

pressão de vapor e isso pode ser desastroso para a caldeira. Na posição de

manual, o risco de falta de água está relacionado a procedimentos inadequados

do operador, que, por exemplo, não aumenta a vazão de água quando o nível

tende a baixar. Falhas desse tipo em geral acontecem por falsas indicações de

nível ou por imperícia na operação da caldeira.

Riscos de obstruções ou acúmulo de lama na coluna de nível, geralmente

acontecem, quando a limpeza ou a manutenção preventiva ou o tratamento da

água são realizados de forma deficiente. Isso poderá fornecer indicações de

nível incorretas para o operador ou para os instrumentos responsáveis pelo

suprimento de água.

De forma similar, obstruções em tubulações de água de alimentação da

caldeira podem conduzir a riscos de acidentes, pois a vazão de ingresso da água

será inferior à vazão de saída do vapor.

Em casos que devido a variações no consumo ocorrer um aumento brusco

na vazão de vapor, a instrumentação pode ser responsável por falta de água,

Page 148: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 148

pois em virtude da queda brusca de pressão, bolhas de vapor que se formam

sob a superfície da água se expandem, dando origem a uma falsa indicação de

nível alto, o que reduz a vazão de entrada de água. Além disso, como o

pressostato sente a baixa pressão, o sinal que ele envia para os dispositivos de

combustão é no sentido de fazer aumentar o fornecimento de combustível, isso

tenderá a agravar a condição de risco de acidente.

Choques térmicos

Os choques térmicos acontecem em virtude de frequentes paradas e

recolocações em marcha de queimadores. As caldeiras suscetíveis a essas

condições são aquelas que possuem queimadores com potência excessiva ou

queimadores que operam em on-off, ou seja, que não modulam a chama. As

incrustações das superfícies também favorecem os efeitos dos choques

térmicos.

Outras situações de ocorrência de choques térmicos são quando a caldeira

é alimentada com água fria («80°C) ou com entrada de água quente nas regiões

frias. Os problemas com choques térmicos acontecem com mais frequência com

as caldeiras flamotubulares, especialmente com aquelas com câmara de

reversão traseira seca.

Falha operacional pode também contribuir para a ocorrência de choques

térmicos. Isso pode acontecer quando após uma redução excessiva do nível de

água, por um motivo qualquer e com parte da superfície de aquecimento sem

refrigeração, o operador faz injetar água na tentativa de restabelecer o nível

normal. Em situações como esta, deve-se adotar como medida correta a

cessação imediata do abastecimento de combustível aos queimadores.

Page 149: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 149

Figura 5.18 Tubos com rupturas causadas por fadiga do material

Defeito de mandrilagem

A mandrilagem é a operação de expansão dos tubos junto aos furos dos

espelhos da caldeira. A expansão é feita, portanto, nas extremidades dos tubos

por meio de um dispositivo cônico chamado mandril e que gira em tomo de seu

eixo axial. Através da mandrilagem os tubos ficam ancorados, com a

estanqueidade devida, nos espelhos das caldeiras flamotubulares ou nas

paredes do tubulão das caldeiras aquatubulares. A estanqueidade pode ficar

comprometida, se no momento da mandrilagem existirem corpos estranhos na

superfície externa da extremidade dos tubos ou nas paredes dos furos.

Problemas podem também ocorrer se o processo de mandrilagem não for bem

controlado, promovendo o aparecimento de trincas nos espelhos (entre furos)

e/ou nos tubos.

Para melhorar a estanqueidade no processo de mandrilagem é necessário

empregar chapas com espessura mínima de 3/4 de polegada e a execução de

grooves, que são sulcos circulares nos furos. Esses sulcos são inteiramente

ocupados pelo tubo após a mandrilagem.

Em espessuras superiores a 2 polegadas são geralmente executados 2

grooves. Os sulcos devem ser executados de modo que não apresentem arestas

cortantes, pois podem cisalhar as paredes do tubo, trazendo riscos adicionais.

Page 150: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 150

Falhas em juntas soldadas

O processo de soldagem é muito aplicado na fabricação de caldeiras: solda

de tubos, solda de espelhos, solda de tubulões, de reforços, de estais, etc.

Portanto, falhas em juntas soldadas aumentam os riscos de acidentes nas

caldeiras, pois representam regiões de menor resistência do metal.

De modo geral, o Instituto Internacional de Solda classifica os defeitos em

grupos:

Grupo 1 - Fissuras ou trincas

Grupo 2 - Cavidades

Grupo 3 - Inclusão de escória

Grupo 4 - Falta de fusão e de penetração

Grupo 5 - Defeitos de forma

Figura 5.19 - Processos de mandrilagem de tubulação

Figura 5.20 - Espelhos trincados, devido a procedimentos incorretos de mandrilagem

Page 151: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 151

Hoje, a maior parte dos fabricantes de caldeiras empregam processos

automatizados de soldagem, sendo o processo a arco submerso o que tem

apresentado melhores resultados, especialmente na soldagem de chapas de

grande espessura. Nesse processo é eliminada a necessidade de execução de

vários passes, como também as descontinuidades de soldagem manual.

Proporciona cordões de solda limpos, alta eficiência, menor incidência de falhas

e, do ponto de vista de segurança do trabalho, é pouco nocivo ao trabalhador,

pois não emite radiações e o arco elétrico fica submerso em um pó, chamado

fluxo de soldagem, durante todo o tempo de execução da solda.

Sem dúvidas, qualquer que seja o processo de soldagem, esse deve ser

executado por soldadores qualificados e segundo processos reconhecidos por

normas técnicas específicas.

Após as operações de soldagem, as caldeiras deveriam passar por

tratamentos térmicos de alívio de tensões ou de normalização, para minimizar

as tensões resultantes do processo de solda.

Para garantir segurança à caldeira desde sua construção, é fundamental

que suas juntas soldadas sejam controladas por ensaios não destrutivos, tal

como o exame radiográfico.

Page 152: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 152

Figura 5.21 – Respectivas imagens de tratamento Térmico de Alívio de Tensões (TTAT), Tipos de Ensaios Não Destrutivos (NDT): Líquido Penetrante (LP); Partícula Magnética (PM); Ultrassom e Raio-X

Alterações na estrutura metalográfica do aço

Devido à alta capacidade de produção de vapor, ocorre nas caldeiras que

operam a pressões elevadas, a decomposição da água, com o consequente

desprendimento de oxigênio e de hidrogênio. O H2, difundindo-se na estrutura

do aço, atua sobre a cementita (Fe3C - confere dureza e resistência ao aço

carbono), decompondo-a em ferrita e carbono, o que reduz a resistência do aço.

O H2 pode ainda reagir com o carbono, produzindo CH4 (gás metano), que

provoca o empolamento do aço, ou seja, a formação de protuberâncias

superficiais.

Figura 5.22 - Trincas devido à inclusão de H2 na estrutura do metal

Page 153: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 153

Corrosão

Um dos principais responsáveis pela degradação das caldeiras é a

corrosão, que age como fator de redução da espessura das superfícies

submetidas a pressão. A corrosão não é sentida pelos instrumentos de operação

da caldeira, ou seja, os pressostatos e as válvulas de segurança não detectam

sua evolução por que não é acompanhada por elevação de pressão de trabalho.

A corrosão avançada das partes da caldeira, pode ser causa de explosões até

mesmo em pressões inferiores à PMTA - Pressão Máxima de Trabalho

Admissível. Portanto, o avanço da corrosão em caldeiras só pode ser detectado

por meio de inspeções minuciosas do equipamento (obrigatórias por lei).

A corrosão nas caldeiras pode ocorrer tanto nas partes em contato com a

água (corrosão interna), como nas partes em contato com os gases (corrosão

externa).

Figura 5.23 – Corrosão interna e externa

Page 154: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 154

Corrosão interna

Esse tipo de corrosão se processa sob várias maneiras, segundo vários

mecanismos, entretanto, é sempre consequência direta da presença de água

(características, impurezas presentes e comportamento), quando em contato

com o ferro, nas diversas faixas de temperaturas.

Oxidação generalizada do ferro

O aço dos tubos e chapas antes da colocação em marcha das caldeiras

apresenta uma fina camada (da ordem de 50 mícrons) protetora contra a

corrosão, chamada magnetita (Fe304), que apresenta uma coloração escura, e é

densa e aderente. No funcionamento da caldeira, essa camada protetora está

constantemente sendo quebrada e reconstruída e é muito resistente à alguns

agentes químicos (ácido nítrico). Entretanto, quando sofre a ação de agentes

físicos, tais como choques térmicos e dilatações e/ou a ação de agentes

químicos, tal como a soda cáustica, oxigênio, quelantes de tratamentos de água,

etc., a magnetita deixa de existir e inicia-se o oxidação do ferro, resultando na

formação de outros óxidos não protetores do aço.

Corrosão galvânica

Ocorre quando dois metais diferentes estão em presença de um eletrólito,

gerando uma diferença de potencial e, de consequência, um fluxo de elétrons.

Nas caldeiras, o par galvânico pode ser originado quando partes metálicas de

cobre ou de níquel ou outro metal, se desprendem pela erosão de tubulações ou

de rotores de bombas e se alojam em ranhuras ou pequenas folgas entre as

partes da caldeira. O aço, atuando como anodo, é o elemento mais prejudicado

quanto à corrosão.

Corrosão por aeração diferencial

Isso ocorre em geral, nas caldeiras flamotubulares em que o oxigênio

dissolvido na água provoca corrosão dos tubos superiores. Os tubos submersos

Page 155: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 155

estão submetidos a menores concentrações de O2, comparados à região acima

da superfície da água (daí o nome aeração diferencial). Essa diferença de

concentração de O2, forma uma pilha em que o anodo é formado pela parte

menos aerada. Como na pilha galvânica, o ano do, nesse caso, é também a

região que apresenta corrosão mais severa, e, sendo localizada, viabilizará o

aparecimento de pites (cavidade na superfície metálica com fundo angular e

profundidade maior que o seu diâmetro) ou alvéolos (cavidade na superfície

metálica com fundo arredondado e profundidade menor que seu diâmetro). Nas

caldeiras aquatubulares a aeração diferencial ocorre no tubulão superior e nos

purificadores de vapor.

Corrosão salina

Acontece quando existem concentrações elevadas de cloretos, que migram

para ranhuras ou regiões sem proteção da magnetita. Os cloretos podem

também se alojar sob camadas porosas que se formam sobre os tubos. Em

particular, o cloreto de magnésio se hidrolisa formando ácido clorídrico,

atacando quimicamente o ferro da caldeira.

Em geral, os cloretos na presença de O2 catalizam a reação da magnetita

com o O2 resultando o Fe203, que é um óxido não protetor.

Fragilidade cáustica

Esse é um modo de corrosão em que o hidróxido de sódio (soda cáustica),

em concentrações acima de 5%, migra para fendas ou outras partes em que

não existe a camada protetora de magnetita e reage diretamente com o ferro.

Corrosão por gases dissolvidos

A água da caldeira pode se contaminar com gases, especialmente com o

gás sulfídrico (H2S), decorrentes da poluição atmosférica ou pelo seu

tratamento com sulfito de sódio. O H2S reage com o ferro dando origem a

sulfeto de ferro (FeS), que se apresenta sob a forma de manchas pretas.

Page 156: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 156

O gás carbônico (C02) toma a água ligeiramente acidificada, viabilizando a

formação de pites.

Corrosão externa

Esse tipo de corrosão acontece nas superfícies expostas aos gases de

combustão e é função do combustível utilizado e das temperaturas. Nas

caldeiras aquatubulares, as superfícies de aquecimento mais quente são aquelas

do superaquecedor e do reaquecedor, podendo ocorrer corrosão tanto nas

caldeiras que queimam óleo como carvão. Outro problema de corrosão ocorre

nas caldeiras que operam com cinzas fundidas, que permitem o ataque do O2,

destruindo a camada protetora de magnetita.

A corrosão nas regiões de baixa temperatura é consequência direta da

presença de enxofre nos combustíveis, na forma de sulfatos, de compostos

orgânicos ou na forma elementar. A decomposição dos sulfatos produz S03, já o

enxofre elementar e os compostos orgânicos produzem no processo de

combustão o S02 e o S03 (em menor quantidade). O S02 por sua vez pode

oxidar-se em S03 por ação direta do O2 ou por oxidação direta catalítica ao

contato dos depósitos existentes sobre as superfícies de aquecimento. Para os

combustíveis contendo enxofre na ordem de 3%, o teor de S03 nos gases de

combustão varia entre 20 a 80 ppm (partes por milhão) em massa.

Nos gases de combustão contento vapor de água, pode haver a

condensação de gotas de ácido sulfúrico quando a temperatura reduz muito e

atinge o ponto de orvalho. Esse depende das pressões parciais do H20 e do S03

nos gases de combustão, porém pode variar de 90 a 160°C. A condensação das

gotas de H2S04 pode, desta forma, acontecer nas partes finais das caldeiras

aquatubulares, ou seja, no economizador, no pré-aquecedor de ar e na

chaminé.

Outro fator que contribui para a corrosão externa é o ar atmosférico.

Caldeiras instaladas em regiões muito úmidas, locais próximos ao mar e em

atmosferas fortemente poluídas, apresentam corrosão externa, de modo

Page 157: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 157

generalizado, em todas as suas partes (chaparias, colunas, escadas,

plataformas, etc.).

Erosão

Outro fator que também age na redução da espessura é a erosão. Esse

fenômeno pode acontecer de diversas maneiras nas caldeiras. Nas caldeiras

flamotubulares pode ocorrer, por exemplo, na alimentação da água pela bomba

em que o jato de entrada, podendo conter partículas pesadas (areia, partes

metálicas, etc.), incide sobre a parede externa da fornalha, causando seu

desgaste.

A erosão pelo vapor pode acontecer em sedes de vedação de válvulas de

segurança. Essas válvulas são normalmente fabricadas para resistir à ação

abrasiva da passagem do vapor em regime de solicitações normais, ou seja,

quando a válvula é aberta apenas em situações de emergência e de testes.

Entretanto, quando outros controles de pressão não estão presentes ou não

funcionam, a válvula de segurança deixa de ser um acessório de emergência e

passa a funcionar com maior frequência, desgastando de modo excessivo e

reduzindo muito a vida útil do disco de assentamento.

Nas caldeiras Aquatubulares a erosão é frequentemente ocasionada por

sopradores de fuligem desalinhados, que direcionam o jato de vapor sobre os

tubos, em vez de entre eles.

Cavitação

A cavitação é também uma forma de degeneração dos materiais, podendo

ser responsável pela redução de espessuras. Seu mecanismo é caracterizado

pela ação dinâmica resultante da contínua formação e colapso de bolhas de

gases ou vapores do meio líquido sobre uma superfície. Sua ocorrência é muito

comum em bombas centrífugas (com pressão de sucção deficiente), dobras,

cotovelos e derivações de tubulações, válvulas, etc.

Page 158: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 158

Logicamente, a ação combinada dos dois últimos fenômenos com a

corrosão, é muito mais maléfica para as caldeiras, que o efeito isolado de cada

um deles.

Explosões causadas por aumento da pressão

A pressão do vapor em uma caldeira é função direta da quantidade de

energia disponível na fornalha pela queima do combustível e que é transmitida à

água. Sendo assim, a pressão interna na caldeira depende fundamentalmente

da atuação do queimador. Entretanto, o queimador não é o único responsável

pelo aumento de pressão na caldeira, pois a bomba de alimentação injeta água

com pressão superior àquela de trabalho. Se a vazão com que a bomba

alimenta a caldeira for maior que aquela de saída do vapor, o nível de água sobe

e a pressão de trabalho aumenta. Durante a operação normal da caldeira, a

pressão é mantida dentro de seus limites pelos seguintes sistemas:

Sistema de modulação de chama – Sistema constituído por um

pressostato modulador de chama, um servo-motor e um conjunto de registros

(dampers). O pressostato possui um diafragma ou fole que se estende com o

aumento da pressão e que aciona os contatos que emitem o sinal elétrico para o

acionamento do servomotor. Esse transmite movimento às alavancas, que

acionam os dampers, alterando a vazão de combustível e a vazão de ar. Com

isso, a alimentação do queimador fica modificada e obtêm-se a modulação de

chama, ou seja, sua redução nos momentos de pressões elevadas e sua

intensificação nos momentos de pressões baixas.

Sistema de pressão máxima – Esse é composto por um pressostato

e uma válvula solenóide. Quando a pressão se eleva além de certo

limite, o pressostato é acionado e corta a alimentação elétrica da

válvula solenóide. Consequência direta disso, é o corte completo de

combustível ao queimador. Quando a pressão normal de trabalho se

restabelece, o pressostato faz abrir totalmente a passagem do

combustível ao queimador.

Page 159: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 159

Válvula de segurança – Como já comentado anteriormente, essas

válvulas têm a função de deixar sair o vapor quando a pressão

ultrapassa a PMTA, fazendo diminuir a pressão interna.

Sistema manual – Conforme for a indicação de pressão no

manômetro da caldeira, o operador tem condições de acionar os

vários dispositivos para intervir, onde for necessário, para manter a

pressão interna da caldeira: queimador, bomba de alimentação ou

mesmo na válvula de segurança. Por meio dessa última, o vapor

pode ser liberado à atmosfera manualmente (acionamento da

alavanca da válvula, por exemplo).

Com todas essas possibilidades, conjugadas ou não, é de se esperar que

as caldeiras tenham grande chance de ser operadas com segurança, porém,

mesmo assim, há inúmeros casos de explosões, causadas por falhas. A

possibilidade de falhas em pressostatos pode ser de natureza mecânica, como o

bloqueio de sua comunicação com a caldeira ou a deterioração do diafragma ou

de natureza elétrica, pela colagem dos contatos. Falhas nas válvulas solenóides

oferecem riscos quando impedem o bloqueio do combustível, ou seja, quando

operam na posição aberta. Há possibilidades da ocorrência desse defeito por

falha mecânica de fabricação ou pela instalação incorreta, fora da vertical, ou de

cabeça para baixo. As válvulas de segurança, para funcionarem

adequadamente, devem ser fabricadas em processo de rigoroso controle de

qualidade, com molas testadas, dimensões calibradas, concentricidade dos

elementos e vedações perfeitas, do contrário não fecham após o alívio da

pressão, ou, o que é mais grave, não abrem no momento em que necessita sua

abertura. É importante observar que, normalmente, a válvula de segurança

opera após o sistema de pressão máxima não ter funcionado. Ou seja, se a

válvula de segurança não funcionar, a segurança do sistema estará bastante

comprometida, restando apenas o sistema manual como possível controle da

situação.

Page 160: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 160

Falhas no sistema manual são decorrentes de defeitos em instrumentos de

indicação de pressão (manômetros) e de nível, ou nos dispositivos de controle,

ou, ainda, de procedimentos inadequados por parte do operador.

Explosões no lado dos gases

As explosões no lado dos gases são originadas por uma reação química,

ou seja, pelo processo de combustão. Esse processo além de ocorrer

exotermicamente, acontece em um tempo muito pequeno, cuja consequência é

o aumento rápido e violento da pressão em um espaço restrito. As explosões

dessa natureza acontecem com frequência nas caldeiras que operam com

combustíveis líquidos e gasosos. As névoas de líquidos inflamáveis ou de óleos

combustíveis aquecidos apresentam comportamento similar às dispersões

gasosas inflamáveis. Quando entram em contato com o ar, formam uma mistura

que entra em combustão instantânea, se a relação ar/combustível estiver dentro

do limite de inflamabilidade do combustível e se houver uma pequena fonte de

calor para a ignição. As caldeiras Aquatubulares, em face da complexa

disposição do circuito dos gases, favorecem a existência de zonas mortas, onde

pode ocorrer acúmulo de gases não queimados.

As explosões no lado dos gases acontecem com frequência na recolocação

manual em marcha da caldeira, quando é promovida a ignição com retardo, ou

sem purga prévia, condição em que a fornalha se encontra inundada com a

mistura combustível-comburente. Ocorrem casos também de explosões durante

o funcionamento da caldeira: falta de limpeza dos queimadores ou presença de

água no combustível ou, ainda, carbonização do óleo no queimador podem levar

à interrupção da alimentação do combustível. Essa falha, associada ou não a

falhas no sistema de alimentação de ar, pode causar perda momentânea da

chama.

Page 161: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 161

Figura 5.24 - Incêndio provocado por explosão de Caldeira

Com isso, o interior da fornalha ficará enriquecido com a mistura e a

explosão ocorrerá deflagrada pelo sistema de ignição, ou por partes

incandescentes da fornalha, ou ainda, por outro queimador, no caso de a perda

da chama ocorrer em um queimador, enquanto outros funcionam.

Algumas caldeiras flamotubulares possuem válvulas de alívio instaladas

nos espelhos dianteiros. Essas válvulas são mantidas fechadas por ação de

molas durante o funcionamento normal da caldeira e, se abrem para fora,

quando a pressão da fornalha supera a pressão exercida pelas molas, ou seja,

no momento de uma explosão. Porém, o alívio da pressão nem sempre é obtida,

dada a violência com que as explosões acontecem, fazendo voar até os

espelhos, nos casos mais extremos. Pode haver também casos de pequenas

explosões em que essas válvulas são lançadas fora, e, como se localizam

próximas à altura da cabeça do operador, podem criar riscos adicionais.

5.2. OUTROS RISCOS DE ACIDENTES E RISCOS À SAÚDE

Outras condições determinam situações de risco de acidentes no ambiente

das caldeiras, em particular, para os operadores. Uma das situações é o risco de

queimaduras na sala de caldeiras por água quente, vapor, óleo aquecido,

tubulações e depósitos desprotegidos, etc. Deve-se considerar ainda, o risco de

queimaduras por contato com produtos cáusticos, normalmente empregados

para neutralizar o pH da água da caldeira, como o hidróxido de sódio e outros

produtos químicos.

Page 162: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 162

Na casa de caldeira ou nas caldeiras instaladas ao tempo, há riscos

consideráveis de quedas de mesmo nível, em virtude de óleo impregnado no

piso ou de poças de óleo, se o local de trabalho não for convenientemente

limpo. As quedas de níveis diferentes representam maiores perigos, pois

existem caldeiras de diversos tamanhos, podendo atingir alturas de até dezenas

de metros. Nessas caldeiras há necessidade de acesso do operador a diversos

níveis, seja para observação de visores de fornalha, de sistemas de

alimentação, de válvulas, etc.

Do ponto de vista ergonômico, as caldeiras têm evoluído muito nos

últimos anos, existindo hoje, caldeiras que possuem câmaras de vídeo para que

o operador possa observar e exercer à distância, e confortavelmente sentado à

frente de um painel, o controle das fornalhas, do nível, dos sistemas de

alimentação, etc. Entretanto, essas não são em geral, as condições

frequentemente encontradas. Em termos ergonômico, o corpo de um operador

de caldeira é solicitado muitas vezes por movimentos desordenados e

excessivos, localizados ou generalizados: visores mal posicionados, manômetros

instalados em ângulos inadequados, válvulas emperradas e que possuem

volantes exageradamente pequenos, regulagem de chamas que exigem

operações iterativas, etc.

Figura 5.25 - Condições ergonômicas incorretas: fechamento / abertura de válvulas;Atuação de botoeiras; Olhos expostos à radiação infravermelha em operações de regulagem de chama e em

observações prolongadas de superfícies incandescentes; Chama da caldeira, exigindo uso de EPIs para verificação da mesma.

A presença de ruído de baixa frequência dos queimadores e de alta

frequência proporcionada por vazamentos de vapor (acidentais ou

intencionalmente provocados pelas válvulas de segurança) constitui um espectro

sonoro peculiar e variável ao longo da jornada de trabalho.

Page 163: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 163

Desconforto térmico nas operações de caldeiras é muito frequente e de

fácil constatação, porém a sobrecarga térmica para ser identificada, exige a

análise de cada caso em particular, sendo necessário para tanto, não só

avaliações com termômetros de globo e de bulbo úmido, como também exames

médicos e acompanhamento individual.

Há também riscos de os operadores terem os olhos expostos à radiação

infravermelha em operações de regulagem de chama e em observações

prolongadas de superfícies incandescentes.

Fumaças, gases e vapores expelidos pela chaminé representam, em certas

condições, riscos não somente aos operadores, como também à comunidade, ou

seja, pelo risco de intoxicação por monóxido de carbono, por exemplo.

Caldeiras operantes com carvão, lenha, bagaço de cana, biomassa e

outras oferecem ainda, riscos inerentes ao manuseio, armazenagem e

processamento do combustível.

Figura 5.26 - Alimentação de caldeira: manual e automática, Atuação de Válvula de Segurança (PSV), provocando grandes ruídos respectivamente

Figura 5.27 - Chaminé de Caldeira a combustível sólido e Operação de Caldeira a combustível sólido

Page 164: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 164

6. LEGISLAÇÃO E NORMALIZAÇÃO

6.1. NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS

Norma Técnica é um documento aprovado por uma instituição

reconhecida, que prevê, para um uso comum e repetitivo, regras, diretrizes ou

características para os produtos ou processos e métodos de produção conexos,

e cuja observância não é obrigatória. Também pode incluir prescrições em

matéria de terminologia, símbolos, embalagem, marcação ou etiquetagem

aplicável a um produto, processo ou método de produção, ou tratar

exclusivamente delas.

A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas foi fundada em 1940,

sendo uma entidade sem fins lucrativos, tendo como finalidade fornecer a base

necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro. É a representante

brasileira no sistema internacional de normalização, composto de entidades

nacionais, regionais e internacionais. No Brasil, as normas técnicas oficiais são

aquelas desenvolvidas pela ABNT e registradas no INMETRO - Instituto Nacional

de Metrologia e Qualidade Industrial. Para atividades com eletricidade, há

diversas normas, abrangendo quase todos os tipos de instalações e produtos.

Essas normas são o resultado de uma ampla discussão de profissionais e

instituições, organizados em grupos de estudos, comissões e comitês. O

conteúdo das NBR - Normas Brasileiras Registradas, é de responsabilidade dos

CB - Comitês Brasileiros, dos ONS - Organismos de Normalização Setorial e

ainda das CET - Comissões de Estudos Especiais Temporários, são elaborados

por CE - Comissões de Estudos, formadas por representantes dos setores

envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros

(universidades, laboratórios e outros), sendo a ABNT o Fórum Nacional de

Normalização. O Organismo de Normalização Setorial (ABNT/ONS) é um

organismo público, privado ou misto, sem fins lucrativos, que, entre outras, tem

atividades reconhecidas no campo da Normalização em um dado domínio

setorial, credenciado pela ABNT segundo critérios aprovados pelo CONMETRO.

Todo o trabalho, dos Comitês Brasileiros e Organismos de Normalização

Setorial, é orientado para atender ao desenvolvimento da tecnologia e

Page 165: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 165

participação efetiva na normalização internacional e regional. Existe ainda a

Comissão de Estudo Especial Temporária (CEET), que é uma Comissão de

Estudo vinculada à Gerência do Processo de Normalização da ABNT, com

objetivo e prazo determinado, para tratar do assunto não coberto pelo âmbito

de atuação dos Comitês Técnicos.

A ABNT possui atualmente 55 Comitês e 4 Organismos de Normalização

Setorial nas mais diversas áreas do conhecimento.

6.2. REGULAMENTAÇÕES DO MINISTÉRIO DO TRABALHO

Os instrumentos jurídicos de proteção ao trabalhador têm sua origem na

Constituição Federal que, ao relacionar os direitos dos trabalhadores, incluiu

entre eles a proteção sua saúde e segurança por meio de normas específicas.

Coube ao Ministério do Trabalho estabelecer essas regulamentações Normas

Regulamentadoras – NR por intermédio da Portaria nº 3.214/78. A partir de

então, uma série de outras portarias foi editada pelo Ministério do Trabalho com

o propósito de modificar ou acrescentar normas regulamentadoras de proteção

ao trabalhador, conhecidas pelas suas iniciais: NR. Sobre a segurança em

caldeiras, vasos de pressão e tubulações, a referência é a NR-13, que estabelece

os requisitos mínimos para gestão da integridade estrutural de caldeiras a

vapor, vasos de pressão e suas tubulações de interligação nos aspectos

relacionados à instalação, inspeção, operação e manutenção, visando à

segurança e à saúde dos trabalhadores.

A NR-13 exige também sejam observadas as normas técnicas oficiais

vigentes e, na falta destas, as normas técnicas internacionais.

A CLT - Consolidação das Leis do Trabalho foi promulgada em 1º de maio

de 1943 reunindo leis, à época que tratavam dos direitos individuais e coletivos

do trabalho e etc., sendo que a fundamentação legal, que dá o embasamento

jurídico à existência das Normas Regulamentadoras, está nos artigos 187 e 188

da Consolidação das Leis do Trabalho – CLT. As Normas Regulamentadoras são

Normas complementares às existentes na CLT, tendo em vista as peculiaridades

Page 166: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 166

e características específicas de cada atividade ou setor de trabalho. O campo de

aplicação das Normas Regulamentadoras editadas pelo MTE é de observância

em todas as empresas públicas.

Regulamento Técnico é um documento aprovado por órgãos

governamentais em que se estabelecem as características de um produto ou dos

processos e métodos de produção com eles relacionados, com inclusão das

disposições administrativas aplicáveis e cuja observância é obrigatória. Também

pode incluir prescrições em matéria de terminologia, símbolos, embalagem,

marcação ou etiquetagem aplicáveis a um produto, processo ou método de

produção, ou tratar exclusivamente delas.

As Normas Regulamentadoras, relativas à segurança e à medicina do

trabalho, foram instituídas pelo MTE - Ministério do Trabalho e Emprego,

visando o bem-estar da classe trabalhadora, condição primordial para qualquer

segmento produtivo. São de observância obrigatória pelas empresas privadas e

órgãos públicos de administração direta e indireta, bem como pelos órgãos dos

Poderes Legislativo e Judiciário, que possuam empregados regidos pela CLT e o

seu não cumprimento acarretará ao empregador a aplicação das penalidades

previstas na legislação pertinente.

No Brasil os princípios básicos da Segurança do Trabalho são ditados e

orientados pelas Normas Regulamentadoras – NR´s.

As Normas Regulamentadoras – NR´s por sua vez apoiam-se e se

relacionam com as Normas Técnicas oficiais, estabelecidas pelos órgãos

competentes, como as da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas e

das demais Normas Técnicas existentes no mundo, tais como a ISO, a ASTM, a

API, a ASME, a DIN, a BS a NF e todas as demais. É muito importante também

que sejam seguidas as recomendações técnicas relativas à Segurança da

Instalação e a Segurança do Trabalhador encontradas nos livros técnicos que

regem o assunto, nos manuais técnicos das instalações e de seus componentes,

nos treinamentos específicos, etc.

As Normas Regulamentadoras – NR´s são fundamentais e obrigatórias

para o exercício da Higiene e Segurança do Trabalho e com a aplicação das

Page 167: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 167

Normas Técnicas correspondentes servem para nortear as principais ações

preventivas e de fiscalização indicadas nos assuntos da Higiene e Segurança do

Trabalho nas Empresas.

6.3. RESUMO DAS NR´S

A seguir, de uma forma introdutória, colocamos um resumo geral das

NR´s. Posteriormente algumas das principais NR´s serão estudadas mais

detalhadamente, principalmente aquelas de aplicação mais generalizada.

Observações:

Outro ponto a salientar é de que estas normas são revisadas

periodicamente. Nestas ocasiões as mesmas são colocadas para

consulta pública antes de serem recolocadas;

A fiscalização dos estabelecimentos pelos órgãos competentes é feita

com base nas Normas Regulamentadoras – NR´s;

As Normas Regulamentadoras – NR´s em seus textos fazem sempre

referência às Normas Técnicas da ABNT vigentes, ou na possível

falta destas, às Normas Técnicas Internacionais;

Deste fato concluímos que ao utiliza-las e emprega-las necessitamos

sempre de dispor também das Normas Técnicas correspondentes.

NR - 1 - Disposições Gerais

Determina que as Normas Regulamentadoras, relativas à Segurança e

Medicina do Trabalho, obrigatoriamente, deverão ser cumpridas por todas as

empresas privadas e públicas, desde que possuam empregados celetistas.

Determina, também, que o Departamento de Segurança e Saúde no Trabalho –

DSST é o órgão competente para coordenar, orientar, controlar e supervisionar

todas as atividades inerentes.

Dá competência às DRT´s regionais, determina as responsabilidades do

empregador e a responsabilidade dos empregados.

Page 168: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 168

NR - 2 Inspeção Prévia

Determina que todo estabelecimento novo deverá solicitar aprovação de

suas instalações ao órgão regional do Ministério do Trabalho e Emprego, que

emitirá o CAI - Certificado de Aprovação de Instalações, por meio de modelo

pré-estabelecido.

NR-3 - Embargo ou Interdição

A DRT poderá interditar/embargar o estabelecimento, as máquinas, setor

de serviços se os mesmos demonstrarem grave e iminente risco para o

trabalhador, mediante laudo técnico, e/ou exigir providências a serem adotadas

para prevenção de acidentes do trabalho e doenças profissionais.

Caso haja interdição ou embargo em um determinado setor, os

empregados receberão os salários como se estivessem trabalhando.

NR- 4 - Serviços Especializados em Engenharia de Segurança

e em Medicina do Trabalho – SESMT

A implantação do SESMT depende da gradação do risco da atividade

principal da empresa conforme os dados da Classificação Nacional de Atividades

Econômicas - CNAE e do número total de empregados do estabelecimento.

Dependendo desses elementos o SESMT deverá ser composto por um

Engenheiro de Segurança do Trabalho, um Médico do Trabalho, Enfermeiro do

Trabalho, Auxiliar de Enfermagem do Trabalho, Técnico de Segurança do

Trabalho, todos empregados da empresa.

NR - 5 - Comissão Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA

A Comissão Interna de Prevenção de Acidentes – CIPA tem como objetivo

a prevenção de acidentes e doenças decorrentes do trabalho, de modo a tornar

compatível permanentemente o trabalho com a preservação da vida e a

promoção da saúde do trabalhador. Todas as empresas privadas, públicas,

sociedades de economia mista, instituições beneficentes, cooperativas, clubes,

Page 169: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 169

desde que possuam empregados celetistas, dependendo do grau de risco da

empresa e do número mínimo de 20 empregados, são obrigadas a constituir a

CIPA e a manter em regular funcionamento.

NR - 6 - Equipamentos de Proteção Individual – EPI´s

Os EPI´s, Equipamentos de Proteção Individual são empregados na

proteção da saúde e integridade física do trabalhador. As Empresas são

obrigadas a fornecer aos seus empregados, gratuitamente, Equipamentos de

Proteção Individual – EPI adequados aos riscos e em perfeito estado de

conservação e funcionamento, nas seguintes circunstâncias:

A) Sempre que as medidas de proteção coletiva forem tecnicamente

inviáveis ou não oferecerem completa proteção contra os riscos de acidentes do

trabalho e/ou de doenças profissionais e do trabalho;

B) Enquanto as medidas de proteção coletivas estivem sendo implantadas;

C) Para atender as situações de emergência;

Todo equipamento deve ter o CA - Certificado de Aprovação do Ministério

do Trabalho e Emprego e a Empresa que importa EPI´s também deverá ser

registrada junto ao Departamento de Segurança e Saúde do Trabalho, existindo

para esse fim todo um processo administrativo.

NR - 7 - Programa de Controle Médico de Saúde Ocupacional -

PCMSO

Este programa trata dos exames médicos obrigatórios para as empresas.

São eles:

Exame admisisional;

Exame periódico;

Exame de retorno ao trabalho;

Exame de mudança de função;

Exame demissional;

Page 170: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 170

Exames complementares.

Dependendo do grau de risco da empresa, ou empresas que trabalhem

com agentes químicos, ruídos, radiações ionizantes, benzeno etc., a critério do

médico do trabalho e dependendo dos quadros na própria NR7, bem como, na

NR15, existirão exames específicos para cada risco que o trabalho possa gerar.

NR - 8 - Edificações

Esta norma define os parâmetros para as edificações, observando-se a

proteção contra a chuva, insolação excessiva ou falta de insolação. Deve-se

observar também as legislações pertinentes nos níveis federal, estadual e

municipal.

NR - 9 - Programa de Prevenção de Riscos Ambientais – PPRA

Esta norma objetiva a preservação da saúde e integridade do trabalhador,

através da antecipação, avaliação e controle dos riscos ambientais existentes,

ou que venham a existir no ambiente de trabalho, tendo em vista a proteção ao

Meio Ambiente e aos Recursos Naturais. Leva-se em conta os Agentes:

FÍSICOS;

QUÍMICOS;

BIOLÓGICOS;

Além desses agentes, destacamos também:

RISCOS ERGONÔMICOS;

RISCOS DE ACIDENTES.

É importante manter esses dados no PPRA, a fim de as empresas não

sofrerem ações de natureza civil por danos causados ao trabalhador, mantendo-

se atualizados os Laudos Técnicos e o Perfil Profissiográfico Previdenciário.

O objetivo visado pela mesma é o da preservação da saúde e da

integridade dos trabalhadores, através da antecipação, reconhecimento,

avaliação e consequente controle da ocorrência de riscos ambientais existentes

Page 171: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 171

ou que venham a existir no ambiente do trabalho, tendo em consideração a

proteção do meio ambiente e dos recursos naturais.

NR - 10 - Segurança em Instalações e Serviços de

Eletricidade

Trata das condições mínimas para garantir a segurança daqueles que

trabalham em instalações elétricas, em suas diversas etapas, incluindo projeto,

execução, operação, manutenção, reforma e ampliação, incluindo terceiros e

usuários.

A NR 10 foi recentemente atualizada e modificada após um período de consulta

pública, sendo então alterada conforme a Portaria 598 de 07 / 12 / 2004 .

NR-11 - Transporte, Movimentação, Armazenagem e

Manuseio de Materiais

Destina-se a Operação de Elevadores, Guindastes, Transportadores

Industriais e Máquinas Transportadoras.

NR-12 - Máquinas e Equipamentos

Determina as instalações e áreas de trabalho; distâncias mínimas entre as

máquinas e os equipamentos; dispositivos de acionamento, partida e parada das

máquinas e equipamentos.

NR-13 – Caldeiras, Vasos de Pressão e tubulações.

É de competência do Engenheiro especializado nas atividades referentes

ao projeto de construção, acompanhamento de operação e manutenção,

inspeção e supervisão de inspeção periódica das caldeiras, vasos de pressão e

tubulações.

A Norma exige treinamento específico para os seus operadores, contendo

várias classificações e categorias, nas especialidades, devido, principalmente, ao

Page 172: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 172

seu elevado grau de risco. Saliente-se também que as Caldeiras, Vasos de

Pressão, tubulações e suas instalações demandam bastante cuidado tendo em

vista os riscos de Incêndios e de Explosões.

NR - 14 - Fornos

Define os parâmetros para a instalação de fornos, devendo-se observar as

legislações pertinentes nos níveis federal, estadual e municipal. Além disto,

considerar que as fontes de aquecimento dos fornos podem ser obtidas pela

queima de combustíveis, pela eletricidade ou pela recuperação de gases quentes

e que, portanto devem ser tomados todos os cuidados seguidos as

recomendados a respeito das mesmas.

NR-15 - Atividades e Operações Insalubres

Considerada atividade insalubre, a exemplo da NR16-Atividades Perigosas,

quando ocorre além dos limites de tolerância, isto é intensidade, natureza e

tempo de exposição ao agente, que não causará dano à saúde do trabalhador,

durante a sua vida laboral. As atividades insalubres estão contidas nos anexos

da Norma e são considerados os agentes: Ruído contínuo ou permanente; Ruído

de Impacto; Tolerância para Exposição ao Calor; Radiações Ionizantes; Agentes

Químicos e Poeiras Minerais. Tanto a NR15 quanto a NR16 dependem de perícia,

a cargo do médico ou do engenheiro do trabalho, devidamente credenciado

junto ao Ministério do Trabalho e Emprego.

NR - 16 - Atividades e Operações Perigosas

Também considerada quando ocorre além dos limites de tolerância,

sendo considerado atividades perigosas aquelas ligadas a Explosivos,

Inflamáveis e Energia Elétrica.

NR - 17 - Ergonomia

Page 173: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 173

Esta norma estabelece os parâmetros que permitam a adaptação das

condições de trabalho às características psicofisiológicas, máquinas, ambiente,

comunicações dos elementos do sistema, informações, processamento, tomada

de decisões, organização e consequências do trabalho. Observe-se que as LER -

Lesões por Esforços Repetitivos, hoje denominados DORT - Doença

Osteomuscular, relacionada ao trabalho constituem o principal grupo de

problemas à saúde, reconhecidos pela sua relação laboral. O termo DORT é

muito mais abrangente que o termo LER, constante hoje das relações de

doenças profissionais da Previdência.

A NR -17 contempla ainda, de forma mais especifica, os Anexos I -

Trabalho dos Operadores de Checkouts e II - Trabalho em Teleatendimento /

Telemarketing.

NR - 18 - Condições e Meio Ambiente de Trabalho na

Indústria da Construção

O Programa de Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria da

Construção - PCMAT equivale ao “PPRA” da Construção Civil. Resume-se no

elenco de providências a serem executadas, em função do cronograma de uma

obra, levando-se em conta os riscos de acidentes e doenças do trabalho e as

suas respectivas medidas de segurança.

NR - 19 - Explosivos

Determina os parâmetros para depósito, manuseio e armazenagem de

explosivos, sendo que seu Anexo-I refere-se a Segurança e Saúde na Indústria

de Fogos de Artifício e outros Artefatos Pirotécnicos.

NR - 20 - Líquidos Combustíveis e Inflamáveis

Define os parâmetros para o armazenamento de combustíveis e

inflamáveis.

Page 174: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 174

NR - 21 - Trabalho a céu aberto

Define o tipo de proteção aos trabalhadores que trabalham sem abrigo,

contra intempéries (insolação, condições sanitárias, água etc.).

NR - 22 - Segurança e Saúde Ocupacional na Mineração

Destina-se aos trabalhos em minerações subterrâneas ou a céu aberto,

garimpos, beneficiamento de minerais e pesquisa mineral. Nesses trabalhos é

necessário ter um médico especialista em condições hiperbáricas. Esta atividade

possui várias outras legislações complementares.

NR - 23 - Proteção contra Incêndios

Todas as empresas devem possuir proteção contra incêndio; saídas para

retirada de pessoal em serviço e/ou público; pessoal treinado e equipamentos.

As empresas devem observar as normas do Corpo de Bombeiros sobre o

assunto.

NR - 24 - Condições Sanitárias e de Conforto nos Locais do

Trabalho

Todo estabelecimento deve atender as denominações desta norma, que o

próprio nome contempla. Cabe a CIPA e/ou ao SESMT, se houver, a observância

desta norma. Deve-se observar, também, nas Convenções Coletivas de Trabalho

de sua categoria se existe algum item sobre o assunto.

NR - 25 - Resíduos Industriais

Trata da eliminação dos resíduos gasosos, sólidos, líquidos de alta

toxidade, periculosidade, risco biológico, radioativo, remetendo ainda às

disposições contidas na NR15 e legislações pertinentes nos níveis federal,

estadual e municipal.

Page 175: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 175

NR - 26 - Sinalização de Segurança

Determina as cores na segurança do trabalho como forma de prevenção

evitando a distração, confusão e fadiga do trabalhador, bem como cuidados

especiais quanto a produtos e locais perigosos.

NR - 27 - Registro Profissional do Técnico de Segurança no

Ministério do Trabalho e Emprego

Todo técnico de segurança deve ser portador de certificado de conclusão

do 2º grau de Técnico de Segurança e Saúde no Trabalho, com currículo do

Ministério do Trabalho e Emprego, devidamente registrado através das DRT´s

regionais.

NR-28 - Fiscalização e Penalidades

Toda norma regulamentadora possui uma gradação de multas, para cada

item das normas. Estas gradações são divididas por número de empregados,

risco na segurança e risco em medicina do trabalho. O agente da fiscalização,

baseado em critérios técnicos, autua o estabelecimento, faz a notificação,

concede prazo para a regularização e/ou defesa. Quando constatar situações

graves e/ou iminentes ao risco à saúde e à integridade física do trabalhador

propõe à autoridade regional a imediata interdição do estabelecimento.

NR - 29 - Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no

Trabalho Portuário

Tem por objetivo Regular a proteção obrigatória contra acidentes e

doenças profissionais, facilitar os primeiro socorros a acidentados e alcançar as

melhores condições possíveis de segurança e saúde aos trabalhadores

portuários. As disposições contidas nesta NR aplicam-se aos trabalhadores

portuários em operações tanto a bordo como em terra, assim como aos demais

trabalhadores que exerçam atividades nos portos organizados e instalações

Page 176: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 176

portuárias de uso privativo e retro-portuárias, situadas dentro ou fora da área

do porto organizado.

NR-30 - Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no

Trabalho Aquaviário

Aplica-se aos trabalhadores de toda embarcação comercial utilizada no

transporte de mercadorias ou de passageiros, na navegação marítima de longo

curso, na cabotagem, na navegação interior, no serviço de reboque em alto-

mar, bem como em plataformas marítimas e fluviais, quando em deslocamento,

e embarcações de apoio marítimo e portuário. A observância desta Norma

Regulamentadora não desobriga as empresas do cumprimento de outras

disposições legais com relação à matéria e outras oriundas de convenções,

acordos e contratos coletivos de trabalho.

NR-31 – Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no

Trabalho na Agricultura, Pecuária Silvicultura, Exploração

Florestal e Aquicultura

Esta Norma Regulamentadora tem por objetivo estabelecer os preceitos a

serem observados na organização e no ambiente de trabalho, de forma a tornar

compatível o planejamento e o desenvolvimento das atividades da agricultura,

pecuária, silvicultura, exploração florestal e aquicultura com a segurança e

saúde e meio ambiente do trabalho.

NR-32 - Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no

Trabalho em Estabelecimentos de Assistência à Saúde.

Tem por finalidade estabelecer as diretrizes básicas para implementação

de medidas de proteção à segurança e à saúde dos trabalhadores em

estabelecimentos de assistência à saúde, bem como daqueles que exerçam

atividades de promoção e assistência à saúde em geral.

Page 177: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 177

NR-33 - Segurança e Saúde no Trabalho em Espaços

Confinados

Esta Norma tem como objetivo estabelecer os requisitos mínimos para

identificação

de espaços confinados e o reconhecimento, avaliação, monitoramento e

controle dos riscos existentes, de forma a garantir permanentemente a

segurança e saúde dos trabalhadores que interagem direta ou indiretamente

nestes espaços.

NR 34 - Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria

da Construção e Reparação Naval

Esta Norma tem como objetivo regular a proteção obrigatória contra

acidentes e doenças profissionais, facilitar os primeiros socorros a acidentados e

alcançar as melhores condições possíveis de segurança e saúde aos

trabalhadores envolvidos nessas atividades e operações.

NR 35 - Trabalho em altura

Esta Norma estabelece os requisitos mínimos e as medidas de proteção

para o trabalho em altura, envolvendo o planejamento, a organização e a

execução, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores

envolvidos direta ou indiretamente com esta atividade.

NR-36 - Segurança e saúde no trabalho em empresas de

abate e processamento de carnes e derivados

O objetivo desta Norma é estabelecer os requisitos mínimos para a

avaliação, controle e

monitoramento dos riscos existentes nas atividades desenvolvidas na

indústria de abate e processamento de carnes e derivados destinados ao

consumo humano, de forma a garantir permanentemente a segurança, a saúde

Page 178: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 178

e a qualidade de vida no trabalho, sem prejuízo da observância do disposto nas

demais Normas Regulamentadoras - NR do Ministério do Trabalho e Emprego.

6.4. A NORMA NR-13 – CALDEIRAS

13.4 Caldeiras

13.4.1 Caldeiras a vapor - disposições gerais

13.4.1.1 Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e

acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de

energia, projetados conforme códigos pertinentes, excetuando-se refervedores e

similares.

13.4.1.2 Para os propósitos desta NR, as caldeiras são classificadas em 3

(três) 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 da 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 l (cem litros);

c) caldeiras da categoria B são todas as caldeiras que não se enquadram

nas categorias anteriores.

13.4.1.3 As caldeiras devem ser dotadas dos seguintes itens:

a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual

ou inferior a PMTA, considerados os requisitos do código de projeto relativos a

aberturas escalonadas e tolerâncias de calibração;

b) instrumento que indique a pressão do vapor acumulado;

c) injetor ou sistema de alimentação de água independente do principal

que evite o superaquecimento por alimentação deficiente, acima das

temperaturas de projeto, de caldeiras de combustível sólido não atomizado ou

com queima em suspensão;

d) sistema dedicado de drenagem rápida de água em caldeiras de

Page 179: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 179

recuperação de álcalis, com ações automáticas após acionamento pelo

operador;

e) sistema automático de controle do nível de água com intertravamento

que evite o superaquecimento por alimentação deficiente.

13.4.1.4 Toda caldeira deve ter afixada em seu corpo, em local de fácil

acesso e bem visível, placa de identificação

indelével com, no mínimo, as seguintes informações:

a) nome do 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 de fabricação;

f) capacidade de produção de vapor;

g) área de superfície de aquecimento;

h) código de projeto e ano de edição.

13.4.1.5 Além da placa de identificação, deve constar, em local visível, a

categoria da caldeira, conforme definida no item 13.4.1.2 desta NR, e seu

número ou código de identificação.

13.4.1.6 Toda caldeira deve possuir, no estabelecimento onde estiver

instalada, a seguinte documentação devidamente atualizada:

a) Prontuário da caldeira, fornecido por seu fabricante, contendo as

seguintes informações:

código de projeto e ano de edição;

especificação dos materiais;

procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final;

metodologia para estabelecimento da PMTA;

registros da execução do teste hidrostático de fabricação;

conjunto de desenhos e demais dados necessários para o monitoramento

da vida útil da caldeira;

Page 180: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 180

características funcionais;

dados dos dispositivos de segurança;

ano de fabricação;

categoria da caldeira;

b) Registro de Segurança, em conformidade com o item 13.4.1.9;

c) Projeto de Instalação, em conformidade com o item 13.4.2.1;

d) PAR, em conformidade com os itens 13.3.6 e 13.3.7;

e) Relatórios de inspeção, em conformidade com o item 13.4.4.14;

f) Certificados de calibração dos dispositivos de segurança.

13.4.1.7 Quando inexistente ou extraviado, o prontuário da caldeira deve

ser reconstituído pelo empregador, com responsabilidade técnica do fabricante

ou de PH, sendo imprescindível a reconstituição das características funcionais,

dos dados dos dispositivos de segurança e memória de cálculo da PMTA.

13.4.1.8 Quando a caldeira for vendida ou transferida de

estabelecimento, os documentos mencionados nas alíneas “a”,“d”, e “e” do item

13.4.1.6 devem acompanhá-la.

13.4.1.9 O Registro de Segurança deve ser constituído por livro de

páginas numeradas, pastas ou sistema informatizado com confiabilidade

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 inicial, periódica e

extraordinária, devendo constar a condição operacional da caldeira, o nome

legível e assinatura de PH e do operador de caldeira presente na ocasião da

inspeção.

13.4.1.10 Caso a caldeira venha a ser considerada inadequada para uso,

o Registro de Segurança deve conter tal informação e receber encerramento

formal.

Page 181: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 181

13.4.1.11 A documentação referida no item 13.4.1.6 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 empregador assegurar

pleno acesso a essa documentação.

13.4.2 Instalação de caldeiras a vapor

13.4.2.1 A autoria do projeto de instalação de caldeiras a vapor, no que

concerne ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de PH, e deve

obedecer aos aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas

Normas Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis.

13.4.2.2 As caldeiras de qualquer estabelecimento devem ser instaladas

em casa de caldeiras ou em local específico para tal fim, denominado área de

caldeiras.

13.4.2.3 Quando a caldeira for instalada em ambiente aberto, a área de

caldeiras deve satisfazer aos seguintes requisitos:

a) estar afastada de, no mínimo, 3,0 m (três metros) de:

outras instalações do estabelecimento;

de depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para partida

com até 2000 l (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, sinalizadas 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;

Page 182: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 182

e) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes;

f) ter sistema de iluminação de emergência caso opere à noite.

13.4.2.4 Quando a caldeira estiver instalada em ambiente fechado, 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 a outras instalações do

estabelecimento, porém com as outras paredes afastadas de, no mínimo, 3,0 m

(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 l (dois mil litros) de capacidade;

b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente

desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções

distintas;

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.

13.4.2.5 Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto nos

itens 13.4.2.3 e 13.4.2.4, deve ser elaborado projeto alternativo de instalação,

com medidas complementares de segurança, que permitam a atenuação dos

riscos, comunicando previamente a representação sindical dos trabalhadores

Page 183: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 183

predominante no estabelecimento.

13.4.2.6 As caldeiras classificadas na categoria A devem possuir painel de

instrumentos instalados em sala de controle, construída segundo o que

estabelecem as Normas Regulamentadoras aplicáveis.

13.4.3 Segurança na operação de caldeiras

13.4.3.1 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.

13.4.3.2 Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos

calibrados e em boas condições operacionais.

13.4.3.2.1 Poderá ocorrer a neutralização provisória nos instrumentos e

controles, desde que não seja reduzida a segurança operacional, e que esteja

prevista nos procedimentos formais de operação e manutenção, ou com

justificativa formalmente documentada, com prévia análise técnica e respectivas

medidas de contingência para mitigação dos riscos elaborada pelo responsável

técnico do processo, com anuência do PH.

13.4.3.3 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, sendo estes

tratamentos obrigatórios em caldeiras classificadas como categoria A, conforme

item 13.4.1.2 desta NR.

Page 184: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 184

13.4.3.4 Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operação

e controle de operador de caldeira.

13.4.3.5 Será considerado operador de caldeira aquele que satisfizer o

disposto no item A do Anexo I desta NR.

13.4.4 Inspeção de segurança de caldeiras.

13.4.4.1 As caldeiras devem ser submetidas a inspeções de segurança

inicial, periódica e extraordinária.

13.4.4.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em caldeiras

novas, antes da entrada em funcionamento, no local de operação, devendo

compreender exame interno, seguido de teste de estanqueidade e exame

externo.

13.4.4.3 As caldeiras devem obrigatoriamente ser submetidas a Teste

Hidrostático - TH em sua fase de fabricação, com comprovação por meio de

laudo assinado por PH, e ter o valor da pressão de teste afixado em sua placa

de identificação.

13.4.4.3.1 Na falta de comprovação documental de que o Teste

Hidrostático - TH tenha sido realizado na fase de fabricação, se aplicará o

disposto a seguir:

a) para equipamentos fabricados ou importados a partir da vigência desta

NR, o TH deve ser feito durante a inspeção de segurança inicial;

b) para equipamentos em operação antes da vigência desta NR, a critério

do PH, o TH deve ser realizado na próxima inspeção de segurança periódica.

13.4.4.4 A inspeção de segurança periódica, constituída por exames

interno e externo, deve ser executada nos seguintes prazos máximos:

a) 12 (doze) meses para caldeiras das categorias A, B e C;

b) 15 (quinze) meses para caldeiras de recuperação de álcalis de qualquer

Page 185: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 185

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.

13.4.4.5 Estabelecimentos que possuam Serviço Próprio de Inspeção de

Equipamentos - SPIE, conforme estabelecido no Anexo II, podem estender seus

períodos entre inspeções de segurança, respeitando os seguintes prazos

máximos:

a) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras de recuperação de álcalis;

b) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras das categorias B e C;

c) 30 (trinta) meses para caldeiras da categoria A;

d) 40 (quarenta) meses para caldeiras especiais conforme, definição no

item 13.4.4.6.

13.4.4.6 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 SPIE citado no

Anexo II;

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;

d) existam análise e controle periódico da qualidade da água;

e) exista controle de deterioração dos materiais que compõem as

principais partes da caldeira;

f) exista parecer técnico de PH fundamentando a decisão.

13.4.4.6.1 O empregador deve comunicar ao Órgão Regional do

Ministério do Trabalho e Emprego e ao sindicato dos trabalhadores da categoria

Page 186: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 186

predominante no estabelecimento, previamente, o enquadramento da caldeira

como especial.

13.4.4.7 No máximo, ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua

inspeção subsequente, as caldeiras devem ser submetidas a uma avaliação de

integridade com maior abrangência para determinar a sua vida remanescente e

novos prazos máximos para inspeção, caso ainda estejam em condições de uso.

13.4.4.8 As válvulas de segurança instaladas em caldeiras devem ser

inspecionadas periodicamente conforme segue:

a) pelo menos 1 (uma) vez por mês, mediante acionamento manual da

alavanca, em operação, para caldeiras das categorias B e C, excluídas as

caldeiras que vaporizem fluido térmico e as que trabalhem com água tratada

conforme previsto no item 13.4.3.3;

a) as válvulas flangeadas ou roscadas devem ser desmontadas,

inspecionadas e testadas em bancada, e, no caso de válvulas soldadas,

feito o mesmo no campo, com uma frequência compatível com o histórico

operacional das mesmas, sendo estabelecidos como limites máximos para

essas atividades os períodos de inspeção estabelecidos nos itens 13.4.4.4

e 13.4.4.5, se aplicável, para caldeiras de categorias A e B.

13.4.4.9 Adicionalmente aos testes prescritos no item 13.4.4.8, as

válvulas de segurança instaladas em caldeiras podem ser submetidas a testes

de acumulação, a critério do PH.

13.4.4.10 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 à alteração ou reparo importante

capaz de alterar suas condições de segurança;

Page 187: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 187

c) antes de a caldeira ser recolocada em funcionamento, quando

permanecer inativa por mais de 6 (seis) meses;

d) quando houver mudança de local de instalação da caldeira.

13.4.4.11 A inspeção de segurança deve ser realizada sob a

responsabilidade técnica de PH.

13.4.4.12 Imediatamente após a inspeção da caldeira, deve ser anotada

no seu Registro de Segurança a sua condição operacional, e, em até 60

(sessenta) dias, deve ser emitido o relatório, que passa a fazer parte da sua

documentação, podendo este prazo ser estendido para 90 (noventa) dias em

caso de parada geral de manutenção.

13.4.4.13 O empregador deve informar à representação sindical da

categoria profissional predominante no estabelecimento, num prazo máximo de

30 (trinta) dias após o término da inspeção de segurança, a condição

operacional da caldeira.

13.4.4.13.1 Mediante o recebimento de requisição formal, o empregador

deve encaminhar à representação sindical predominante no estabelecimento, no

prazo máximo de 10 (dez) dias após a sua elaboração, a cópia do relatório de

inspeção.

13.4.4.13.2 A representação sindical da categoria profissional

predominante no estabelecimento poderá solicitar ao empregador que seja

enviada de maneira regular cópia do relatório de inspeção de segurança da

caldeira em prazo de 30 (trinta) dias após a sua elaboração, ficando o

empregador desobrigado a atender os itens 13.4.4.13 e 13.4.4.13.1.

13.4.4.14 O relatório de inspeção, mencionado no item 13.4.1.6, alínea

“e”, deve ser elaborado em páginas numeradas contendo no mínimo:

a) dados constantes na placa de identificação da caldeira;

Page 188: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo

P á g i n a | 188

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, exames e testes executados;

g) registros fotográficos do exame interno da caldeira;

h) resultado das inspeções e providências;

i) relação dos itens desta NR que não estão sendo atendidos;

j) recomendações e providências necessárias;

k) parecer conclusivo quanto à integridade da caldeira até a próxima

inspeção;

l) data prevista para a nova inspeção de segurança da caldeira;

m) nome legível, assinatura e número do registro no conselho profissional

do PH e nome legível e assinatura de técnicos que participaram da inspeção.

13.4.4.15 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser

registradas e implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e

responsáveis pela execução.

13.4.4.16 Sempre que os resultados da inspeção determinarem

alterações dos dados de projeto, a placa de identificação e a documentação do

prontuário devem ser atualizadas.

Page 189: NR-13 Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras · Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc . REGRAS REGRAS FALCK Respeite todos os sinais de advertência,

NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras

P á g i n a | 189

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

Norma Regulamentadora nº13 - CALDEIRAS, VASOS DE PRESSÃO E

TUBULAÇÕES