CLASSIFICAÇÃO DE ÁREA E ATMOSFERA EXPLOSIVA Autor: Eduardo Coimbra de Almeida Co-Autor: Roberto Ferreira Coelho Filho
CLASSIFICAÇÃO DE ÁREA E ATMOSFERA EXPLOSIVA
Este é um material de uso restrito aos empregados da PETROBRAS que atuam no E&P. É terminantemente proibida a utilização do mesmo por prestadores de serviço ou fora do ambiente PETROBRAS. Este material foi classificado como INFORMAÇÃO RESERVADA e deve possuir o tratamento especial descrito na norma corporativa PB-PO-0V4-00005“TRATAMENTO DE INFORMAÇÕES RESERVADAS". Órgão gestor: E&P-CORP/RH
CLASSIFICAÇÃO DE ÁREA E ATMOSFERA EXPLOSIVA Autor: Eduardo Coimbra de Almeida Co-Autor: Roberto Ferreira Coelho Filho
Ao final desse estudo, o treinando poderá: • Compreender os principais conceitos relacionados à combustão, classicação de área e atmosfera explosiva; • Denir áreas classicadas, reconhecendo suas “zonas” e fontes de risco e as diferentes normas referentes à classicação de áreas; • Identicar as normas aplicáveis, distinguindo os critérios de classicação especicados pelas mesmas; • Reconhecer a importância da utilização de equipamentos elétricos adequados a cada área classicada; • Identicar a importância da ventilação na denição de uma área classicada; • Reconhecer o que é o plano de classicações de áreas e os documentos que o compõe.
Programa Alta Competência
Este material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos da área de Exploração & Produção da Petrobras. Ele se estende para além dessas páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a experiência de anos de dedicação e aprendizado no exercício das atividades prossionais na Companhia. É com tal experiência, reetida nas competências do seu corpo de empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes desaos com os quais ela se depara no Brasil e no mundo. Nesse contexto, o E&P criou o Programa Alta Competência, visando prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força de trabalho às estratégias do negócio E&P. Realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como premissa a participação ativa dos técnicos na estruturação e detalhamento das competências necessárias para explorar e produzir energia. O objetivo deste material é contribuir para a disseminação das competências, de modo a facilitar a formação de novos empregados e a reciclagem de antigos. Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de sucesso que ela é. Programa Alta Competência
Como utilizar esta apostila
Esta seção tem o objetivo de apresentar como esta apostila está organizada e assim facilitar seu uso. No início deste material é apresentado o objetivo geral, o qual representa as metas de aprendizagem a serem atingidas.
ATERRAMENTO DE SEGURANÇA
Autor
Ao final desse estudo, o treinando poderá: • Identicar procedimentos adequados ao aterramento e à manutenção da segurança nas instalações elétricas; • Reconhecer os riscos de acidentes relacionados ao aterramento de segurança; • Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.
Objetivo Geral
O material está dividido em capítulos. No início de cada capítulo são apresentados os objetivos específicos de aprendizagem, que devem ser utilizados como orientadores ao longo do estudo.
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Riscos elétricos e o aterramento de segurança
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
Objetivo Específico
• Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e riscos elétricos; • Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos; • Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.
No nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem. Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do capítulo em questão.
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
1.4. Exercícios
1.7. Gabarito
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:
O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos. 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso: A) Risco de incêndio e explosão (B)
B) Risco de contato
“Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas denições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente identicados, pois estão em destaque. Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico por contato indireto e de incêndio e explosão.
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3.1. Problemas operacionais Os principais problemas operacionais vericados em qualquer tipo de aterramento são: • Falta de continuidade; e • Elevada resistência elétrica de contato. É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 dene o valor de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo admissível para resistência de contato.
Alta Competência
3.4. Glossário Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma corrente elétrica. Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica. Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.
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Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, basta consultar a Bibliografia ao nal de cada capítulo.
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1.6. Bibliografia CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007. COELHO FILHO, Roberto Ferreira.Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005. Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410.Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos. A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo abordado de um determinado item do capítulo.
É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a primeira observação de um fenômeno relacionado com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome dado à resina produzida por pinheiros que protege a árvore de agressões externas. Após sofrer um processo semelhante à fossilização, ela se torna um material duro e resistente.
“Importante” é um lembrete das questões essenciais do conteúdo tratado no capítulo. i
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IMPORTANTE! É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela!
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Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta dos principais pontos abordados no capítulo.
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RESUMINDO...
Recomendações gerais • Antes do carregamento do pig , inspecione o interior do lançador; • Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs; • Lançadores e recebedores deverão ter suas
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Em “Atenção” estão destacadas as informações que não devem ser esquecidas.
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ATENÇÃO
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É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles.
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Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo. Aproveite este material para o seu desenvolvimento prossional!
Sumário Introdução
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Capítulo 1 - A combustão e sua relação com áreas classificadas Objetivos 1. A combustão e sua relação com áreas classicadas 1.1. Temperatura 1.2. Limites de inamabilidade 1.3. Densidade relativa de gás ou vapor 1.4. Triângulo do fogo 1.5. Relação entre combustão, classicação de área e atmosfera explosiva 1.6. Exercícios 1.7. Glossário 1.8. Bibliograa 1.9. Gabarito
17 19 20 21 23 24 25 26 29 30 31
Capítulo 2 - Áreas classificadas Objetivos 2. Áreas classicadas 2.1. O conceito de “zona” 2.2. Fonte de risco 2.3. Eventos catastrócos 2.4. Exercícios 2.5. Glossário 2.6. Bibliograa 2.7. Gabarito
33 35 35 36 37 39 41 42 43
Capítulo 3 - Classificação de áreas Objetivos 3. Classicação de áreas 3.1. Critérios da International Electrotechnical Commission (IEC) 3.1.1. Tipo de indústria 3.1.2. Tipo de substância 3.1.3. Temperatura de ignição das substâncias inamáveis 3.2. Critérios da American Petroleum Institute (API)
45 47 49 49 49 50
51
3.3. Exercícios 3.4. Glossário 3.5. Bibliograa 3.6. Gabarito
53 54 55 56
Capítulo 4 - Equipamentos elétricos em áreas classificadas Objetivos 4. Equipamentos elétricos em áreas classicadas 4.1. Tipos de proteção 4.1.1. À prova de explosão (Ex d) 4.1.2. Pressurizado (Ex p) 4.1.3. Imerso em óleo (Ex o) / Imerso em areia (Ex q) / Imerso em resina (Ex m) 4.1.4. Segurança aumentada (Ex e) 4.1.5. Segurança intrínseca (Ex i) 4.1.6. Não acendível (Ex n) 4.1.7. Especial (Ex s)
4.2. Grau de proteção 4.3. Certicado de conformidade dos equipamentos 4.4. Exercícios 4.5. Glossário 4.6. Bibliograa 4.7. Gabarito
57 59 60 60 61 62 63 63 64 64
64 66 69 71 72 73
Capítulo 5 - Influência da ventilação em áreas classificadas Objetivo 5. Inuência da ventilação em áreas classicadas 5.1. Exercícios 5.2. Glossário 5.3. Bibliograa 5.4. Gabarito
75 77 80 81 82 83
Capítulo 6 - Plano de classificação de áreas Objetivos 6. Plano de classicação de áreas 6.1. Documentação 6.1.1. Plantas de classicação de áreas 6.1.2. Listas de dados para áreas classicadas
6.2. Exercícios 6.3. Glossário 6.4. Bibliograa 6.5. Gabarito
85 87 87 87 89
93 95 96 97
Introdução
A
classicação de áreas é uma das regras que permite avaliarmos o grau de risco da presença de uma mistura inamável em uma unidade industrial. Essa classicação contém informações sobre o tipo de substância inamável que pode estar presente no local, sobre a probabilidade dessa substância estar presente no meio externo e quais os limites da área com risco de presença de atmosfera explosiva. Os equipamentos elétricos, ao operarem em atmosferas potencialmente explosivas, podem se constituir em fontes de ignição ocasionadas por centelhamento normal, conseqüente da abertura e fechamento de seus contatos, ou simplesmente pelo fato de apresentarem temperatura elevada. Essa temperatura elevada pode ser intencional, com o m de atender a uma função própria do equipamento ou provocada por correntes de defeito. Para que a energia elétrica das plataformas não se constitua em perigo, é necessário que se providenciem meios de segurança e proteção das instalações elé tricas. A fabricação dos equipamentos elétricos, sua montagem e manutenção seguem, portanto, normas técnicas que garantem um ní vel de segurança aceitável para as instalações. Esse nível de segurança depende de uma avaliação cujo resultado é a classicação de áreas, representada por um desenho básico utilizado no desenvolvimento de toda instalação elétrica da indústria.
RESERVADO
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RESERVADO
1 o PREFÁCIO l u t í p a combustão C
A e sua relação com áreas classificadas Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Denir combustão, identicando os componentes e parâmetros necessários para que esta aconteça; • Estabelecer a relação entre combustão e classicação de áreas.
RESERVADO
Alta Competência
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RESERVADO
Capítulo 1. A combustão e sua relação com áreas classificadas
1. A combustão e sua relação com áreas classificadas A combustão é um dos fenômenos que ocorrem rotineiramente em nosso cotidiano, mesmo que não percebamos, em cozinhas, automóveis, fábricas e diversos outros contextos da nossa vida. Podemos denir esse fenômeno como: Uma reação química que envolve uma substância combustível e uma substância comburente, promovida a partir de uma fonte de calor inicial. Durante a combustão ocorre a formação da reação em cadeia, e a liberação de energia na forma de luz e calor. Como conseqüência, são gerados subprodutos na forma de gases (vapor d’água, monóxido, dióxido de carbono, dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio) além de cinzas e resíduos de carbono (carvão, fuligem, coque etc.). Para que haja combustão é necessária a presença de: Combustível: material sólido, líquido ou gasoso capaz de reagir com o comburente, em geral o gás oxigênio, através de uma reação de combustão. Comburente: material gasoso que permite que ocorra a reação de oxidação de um material combustível, produzindo assim a combustão. Fonte de ignição: condição ou agente que, ao introduzir a energia mínima necessária, pode dar início ao processo de combustão na mistura combustível/comburente. O senso comum nos faz associar as fontes de ignição à presença de chama (fogo), mas também são exemplos superfícies e atmosferas aquecidas, centelhas, atrito etc.
RESERVADO
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Alta Competência
Alguns conceitos são de extrema relevância para o entendimento do processo de combustão e classicação de área. Vejamos estes conceitos a seguir.
1.1. Temperatura A temperatura de uma substância é inuenciada pelo meio e pelo processo aos quais está submetida. Serão vericados, a seguir, alguns conceitos associados a essa inuência. Podemos denir como: Parâmetro físico que descreve um sistema associado a noções de frio e calor e a transferências de energia térmica.
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A temperatura está associada à combustão quando falamos em fontes de ignição e inamabilidade de substâncias. a) Fontes de ignição As fontes de ignição mais comuns na instalação industrial são de origem elétrica. No entanto, não são as únicas fontes existentes. O quadro a seguir apresenta exemplos de fontes de ignição de origem elétrica e não elétrica.
Origem elétrica
Origem não elétrica
• Equipamento elétrico do tipo comum; • Arco elétrico; • Centelha devido a curto circuito. • Centelha ou fagulha gerada mecanicamente; • Chama exposta; • Cigarro; • Superfície quente.
RESERVADO
Capítulo 1. A combustão e sua relação com áreas classificadas
b) Ponto de fulgor É a menor temperatura na qual o líquido libera vapor em quantidade suciente para formar uma mistura inamável. Na presença de uma fonte de ignição, resulta em um flash, que representa o início da combustão. Nessa temperatura, a quantidade de vapor não é suciente para dar continuidade à combustão. A norma da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), NBR 7505 (Armazenagem de líquidos inamáveis e combustíveis) dene líquidos inamáveis e combustíveis, baseados no ponto de fulgor do líquido, da seguinte forma: Classificação
Classe
Inflamável
I
Possuem ponto de fulgor inferior a 37,8 ºC.
II
Possuem ponto de fulgor igual ou superior a 37,8 ºC e inferior a 60 ºC.
III
Possuem ponto de fulgor igual ou superior a 60 ºC.
Combustível
Comportamento do líquido
c) Ponto de combustão Trata-se da temperatura com poucos graus acima do ponto de fulgor. Nesta temperatura, o líquido libera vapor em quantidade suciente para iniciar e dar continuidade à combustão na presença de uma fonte de ignição. d) Ponto de ignição O ponto de ignição é a menor temperatura de uma superfície ou de uma centelha, capaz de iniciar a combustão.
1.2. Limites de inflamabilidade Os limites de inflamabilidade referem-se à concentração da mistura formada entre o ar e o gás inamável ou vapor inamável.
RESERVADO
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Alta Competência
Algumas substâncias possuem amplas faixas de inamabilidade, portanto são mais perigosas que outras com faixas menores. Os limites de inamabilidade são: Limite Inferior de Inflamabilidade (LII): é a concentração mínima na qual a mistura se torna inamável. Também é chamado de Limite Inferior de Explosividade (LIE). Limite Superior de Inflamabilidade (LSI): é a concentração que passa a ter produto inamável em quantidade excessiva para a combustão. Também chamado de Limite Superior de Explosividade (LSE). Esses conceitos podem ser entendidos observando-se a ilustração a seguir:
22 Faixa de inflamabilidade do gás hipotético
Mistura pobre
Mistura rica
ATENÇÃO Substâncias com baixos valores de LIE merecem atenção especial, pois rapidamente podem formar uma mistura inamável com o ar. Existem três faixas de concentração referentes aos limites de inamabilidade: mistura pobre, mistura rica e mistura ideal.
RESERVADO
Capítulo 1. A combustão e sua relação com áreas classificadas
As faixas de concentração que compõem a escala de inamabilidade são:
Mistura pobre
Faixa de concentração em que existe muito oxigênio e pouco produto inamável. Nesta região não há fogo, pois não há combustível suciente para a combustão. É limitada de zero até o Limite Inferior de Inamabilidade (LII).
Mistura rica
Faixa de concentração em que existe muito produto inamável e pouco oxigênio. Da mesma forma que na mistura pobre, não há fogo nesta região, porém, nessa faixa, é o oxigênio que é deciente. Está no Limite Superior de Inamabilidade (LSI), até 100% de concentração, ou seja, 100% de produto inamável.
Mistura ideal
É a mistura inamável, onde há a concentração ideal entre o ar e o gás/vapor em que a combustão acontece. Está limitada entre a faixa que começa no LII e termina no LSI.
1.3. Densidade relativa de gás ou vapor 23 Densidade de um gás ou vapor relativamente à densidade do ar, nas mesmas condições de pressão e temperatura, considerando-se a densidade do ar igual a 1.0. Basicamente, quando se tem um gás ou vapor com densidade menor do que 1.0 diz-se que este gás/vapor é mais leve que o ar, portanto é facilmente dispersado em movimento ascendente. Podem ser citados, como exemplos, o acetileno, o metano e o hidrogênio
Nuvem leve
DH < 1 2
H 2
Hidrogênio
RESERVADO
Alta Competência
Se o gás/vapor possui densidade maior do que 1.0, diz-se que é mais pesado que o ar, portanto tende a acumular mais abaixo e possui dispersão mais lenta.
?
VOCÊ SABIA?
Que a maioria dos gases e vapores são mais pesados que o ar?
D
<
GLP 1
Nuvem pesada
GLP
24
GLP
1.4. Triângulo do fogo Para que haja fogo, é necessário que os três elementos essenciais que promovem o início de uma combustão estejam presentes. Esses três elementos geram o que é conhecido como “triângulo do fogo”.
Combustível
Comburente
Fonte de ignição
RESERVADO
Capítulo 1. A combustão e sua relação com áreas classificadas
São eles: • Material comburente (em geral o oxigênio); • Material combustível; • Fonte de ignição.
1.5. Relação entre combustão, classificação de área e atmosfera explosiva Quando uma atmosfera é potencialmente explosiva, essa área é caracterizada como “área classicada”. Os conceitos relacionados à combustão nos auxiliarão no entendimento da possibilidade ou não da instalação de determinados equipamentos elétricos em áreas classicadas. Além disso, auxiliará também a entender que determinadas situações no dia-a-dia da plataforma precisam ser evitadas. Como exemplos de situações do dia-a-dia, podemos citar:
Solda
É importante que as soldas em áreas classicadas sejam feitas mediante a monitoração contínua da concentração da mistura inamável do ambiente através do detector de gás portátil.
Equipamentos elétricos comuns portáteis
A utilização de equipamentos elétricos comuns portáteis em área classicada só é permitida a partir do monitoramento contínuo da concentração da mistura inamável do ambiente através do detector de gás portátil.
RESERVADO
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Alta Competência
1.6. Exercícios 1) Correlacione os termos relacionados à combustão, essenciais à classicação de área e atmosfera explosiva, às suas respectivas denições: 1. Ponto de fulgor
(
2. Ponto de combustão 3. Ponto de ignição
(
4. Combustão 5. Triângulo de fogo
) Presença dos elementos essenciais que promovem o início de uma combustão. ) Refere-se a um dos fenômenos que ocorrem rotineiramente em nosso cotidiano, mesmo que não percebamos, em cozinhas, automóveis, fábricas e diversos outros contextos da nossa vida.
(
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) Trata-se da menor temperatura na qual o líquido libera vapor em quantidade suciente para formar uma mistura inamável. ( ) Menor temperatura de uma superfície ou de uma centelha capaz de iniciar a combustão. ( ) É a temperatura, poucos graus acima do ponto de fulgor, na qual o líquido libera vapor em quantidade suciente para iniciar e dar continuidade à combustão, na presença de uma fonte de ignição.
RESERVADO
Capítulo 1. A combustão e sua relação com áreas classificadas
2) Os conceitos que envolvem os tipos de mistura são apresentados a seguir. Indique o tipo de mistura, de acordo com o conceito apresentado, preenchendo as lacunas: a) Trata-se de uma mistura inflamável. Onde há a concentração ideal entre o ar e o gás/vapor em que a combustão acontece. Está limitada entre a faixa que começa no Limite Inferior de Inflamabilidade (LII) e termina no Limite Superior de Inflamabilidade (LSI). _____________________________________________________________
b) Não há fogo nesta região, porém, nessa faixa, há deciência do oxigênio. Está no Limite Superior de Inamabilidade (LSI) até 100% de concentração, ou seja, 100% de produto inamável. Possui faixa de concentração em que existe muito produto inamável e pouco oxigênio. _____________________________________________________________
c) Não há fogo nesta região já que não há combustível suciente para a combustão. É limitada de zero até o Limite Inferior de Inamabilidade (LII). Faixa de concentração em que existe muito oxigênio e pouco produto inamável. _____________________________________________________________
RESERVADO
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3) As alternativas a seguir apresentam a relação entre combustão, classicação de área e atmosfera explosiva. Marque com um X a(s) alternativa(s) que elucidam essa relação de forma correta:
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(
) Auxilia no entendimento de que determinadas situações no dia-a-dia da plataforma precisam ser evitadas. Como exemplos dessas situações podemos citar atividade de solda e utilização de equipamentos elétricos comuns portáteis.
(
) Uma atmosfera potencialmente explosiva nem sempre caracteriza uma área classicada.
(
) A utilização de equipamentos comuns portáteis em área classicada só é permitida a partir do monitoramento contínuo da concentração da mistura inamável do ambiente através do detector de gás.
(
) Conceitos relacionados à combustão auxiliam para o entendimento da possibilidade ou não da instalação de determinados equipamentos elétricos em áreas classicadas.
(
) É importante que as soldas em áreas classicadas sejam feitas mediante a monitoração contínua da concentração da mistura inamável do ambiente através do detector de gás.
RESERVADO
Capítulo 1. A combustão e sua relação com áreas classificadas
1.7. Glossário ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. Arco elétrico - uxo de corrente elétrica através do ar entre dois condutores ou um condutor e a terra, liberando uma grande quantidade de energia em um tempo pequeno, resultando em altas temperaturas. LIE - Limite Inferior de Explosividade. Concentração mínima na qual a mistura se torna inamável. Também é chamado de Limite Inferior de Inamabilidade (LII). LII - Limite Inferior de Inamabilidade. Concentração mínima na qual a mistura se torna inamável. Também é chamado de Limite Inferior de Explosividade (LIE). LSE - Limite Superior de Explosividade. Concentração que passa a ter produto inamável em quantidade excessiva para a combustão. Também chamado de Limite Superior de Inamabilidade (LSI). LSI - Limite Superior de Inamabilidade. Concentração que passa a ter produto inamável em quantidade excessiva para a combustão. Também chamado de Limite Superior de Explosividade (LSE). NBR - Norma Brasileira.
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Alta Competência
1.8. Bibliografia ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT.Armazenagem de líquidos inflamáveis e combustíveis, NBR-7505. 2000. FERREIRA, Aurélio Buarque de Holanda. Novo Aurélio Século XXI: o dicionário da língua portuguesa. 3ª ed. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1999. JORDÃO, Dácio de Miranda. Manual de instalações elétricas em indústrias químicas, petroquímicas e de petróleo: atmosferas explosivas. 2ª ed. Rio de Janeiro: 2002.
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Capítulo 1. A combustão e sua relação com áreas classificadas
1.9. Gabarito 1) Correlacione os termos relacionados à combustão, essenciais à classicação de área e atmosfera explosiva, às suas respectivas denições: 1. Ponto de fulgor
(5)
Presença dos elementos essenciais promovem o início de uma combustão.
(4)
Refere-se a um dos fenômenos que ocorrem rotineiramente em nosso cotidiano, mesmo que não percebamos, em cozinhas, automóveis, fábricas e diversos outros contextos da nossa vida.
(1)
Trata-se da menor temperatura na qual o líquido libera vapor em quantidade suciente para formar uma mistura inamável.
(3)
Menor temperatura de uma superfície ou de uma centelha capaz de iniciar a combustão.
2. Ponto de combustão 3. Ponto de ignição 4. Combustão 5. Triângulo de fogo
que
É a temperatura, poucos graus acima do ponto de fulgor, na qual o líquido libera vapor em quantidade suciente para iniciar e dar continuidade à combustão, na presença de uma fonte de ignição. 2) Os conceitos que envolvem os tipos de mistura são apresentados a seguir. (2)
Indique o tipo de mistura, de acordo com o conceito apresentado, preenchendo as lacunas: a) Trata-se de uma mistura inamável. Onde há a concentração ideal entre o ar e o gás/vapor em que a combustão acontece. Está limitada entre a faixa que começa no Limite Inferior de Inamabilidade (LII) e termina no Limite Superior de Inamabilidade (LSI). Mistura ideal. b) Não há fogo nesta região, porém, nessa faixa, há deciência do oxigênio. Está no Limite Superior de Inamabilidade (LSI) até 100% de concentração, ou seja, 100% de produto inamável. Possui faixa de concentração em que existe muito produto inamável e pouco oxigênio. Mistura rica. c) Não há fogo nesta região já que não há combustível suciente para a combustão. É limitada de zero até o Limite Inferior de Inamabilidade (LII). Faixa de concentração em que existe muito oxigênio e pouco produto inamável. Mistura pobre.
RESERVADO
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Alta Competência
3) As alternativas a seguir apresentam a relação entre combustão, classicação de área e atmosfera explosiva. Marque com um X a(s) alternativa(s) que elucidam essa relação de forma correta: ( X ) Auxilia no entendimento de que determinadas situações no dia-a-dia da plataforma precisam ser evitadas. Como exemplos dessas situações podemos citar atividade de solda e utilização de equipamentos elétricos comuns portáteis. ( ) Uma atmosfera potencialmente explosiva nem sempre caracteriza uma área classicada. ( X ) A utilização de equipamentos comuns portáteis em área classificada só é permitida a partir do monitoramento contínuo da concentração da mistura inflamável do ambiente através do detector de gás. ( X ) Conceitos relacionados à combustão auxiliam para o entendimento da possibilidade ou não da instalação de determinados equipamentos elétricos em áreas classificadas.
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( X ) É importante que as soldas em áreas classificadas sejam feitas mediante a monitoração contínua da concentração da mistura inflamável do ambiente através do detector de gás.
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2 o PREFÁCIO l u t í p a C
Áreas classificadas
Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Denir área classicada, discriminando suas zonas; • Identicar as fontes de riscos denidas pela norma Petrobras N-2154 - Classicação de áreas para instalações elétricas em regiões de perfuração e produção.
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Alta Competência
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Capítulo 2 - Áreas classificadas
2. Áreas classificadas
A
classicação de áreas está baseada em eventos e situações associados às operações normais ou anormais, porém previstas, de uma instalação industrial.
Áreas classificadas são áreas nas quais há a ocorrência ou a possibilidade de ocorrência de uma atmosfera potencialmente explosiva.
2.1. O conceito de “zona” As atmosferas potencialmente explosivas que resultam em áreas classicadas podem surgir a partir de operações de perfuração ou testes de produção em poços, e também em torno de equipamentos e instalações de produção onde gases e líquidos inamáveis são armazenados, processados ou manuseados. A classicação da variação das possibilidades das ocorrências de uma atmosfera explosiva é denominada “zona”. O quadro a seguir apresenta as “zonas” que classicam uma área potencialmente explosiva (área classicada).
Zona 0
É a área onde continuamente está presente uma atmosfera potencialmente explosiva ou a mesma ocorre por longos períodos.
Zona 1
É a área onde é provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal de uma instalação/equipamento.
Zona 2
É a área onde é pouco provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal ou anormal esperada de uma instalação/equipamento (exemplos: vazamentos em válvulas e anges). Ainda que exista a ocorrência, será por curtos períodos.
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Alta Competência
Em uma instalação industrial, a classicação de áreas deve ser feita, preferencialmente, por equipe multidisciplinar, englobando prossionais de processo, utilidades, segurança, elétrica, operação e VAC (Ventilação e Ar Condicionado). A correta classicação de áreas por “zonas” é fundamental para que os equipamentos elétricos instalados nessas áreas não sejam fontes de ignição dessa atmosfera potencialmente explosiva. Fonte de risco de grau primário Zona 1
Representação de “zonas” nos planos de classificação de áreas
raio 1.5 m
Fonte de risco de grau contínuo Zona 0
Zona 2 raio 3 m
Fonte de risco de grau secundário
Zona 0 :
Zona 1 :
Zona 2
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Zona 2 :
Exemplo de classicação de áreas de um tanque com líquido inamável em áreas abertas e adequadamente ventiladas
ATENÇÃO Toda instalação industrial, sempre que passar por qualquer modicação, deve ter sua classicação de área analisada e revisada, caso necessário.
2.2. Fonte de risco Para auxiliar na identicação das áreas classicadas por “zonas”, o conceito e a gradação da fonte de risco são importantes e estão denidos na Norma Petrobras N-2154 (Classicação de áreas para instalações elétricas em regiões de perfuração e produção). De acordo com essa norma, fonte de risco é o ponto ou local no qual uma substância pode ser liberada para formar uma atmosfera inamável e/ou explosiva.
RESERVADO
Capítulo 2 - Áreas classificadas
A fonte de risco recebe uma classicação de acordo com o grau do risco envolvido, como é mostrado a seguir: Fonte de risco - ponto ou local no qual uma substância pode ser liberada para formar uma atmosfera inamável e/ou explosiva; •
Fonte de risco de grau contínuo - a liberação da substância ocorre continuamente por longos períodos ou freqüentemente por curtos períodos; •
Fonte de risco de grau primário - a liberação da substância ocorre periodicamente ou ocasionalmente, em condições normais de operação, ou é causada por operações de reparo, manutenção freqüente, rompimento, falha no equipamento de processo, condições que sejam anormais, porém previstas, e onde aparecem, simultaneamente, mistura explosiva e fonte de ignição elétrica; •
Fonte de risco de grau secundário - a liberação da substância ocorre em condições anormais de operação ou causadas por rompimento, falha no equipamento de processo que sejam anormais, porém previstas, ou infreqüentes, por curtos períodos. •
O quadro a seguir relaciona a gradação das fontes de riscos quanto à classicação de áreas por “zonas”. Fonte de risco Grau contínuo Grau primário Grau secundário
Zona Resulta em zona 0 Resulta em zona 1 Resulta em zona 2
2.3. Eventos catastróficos Para a classicação de áreas, não se deve levar em consideração os eventos catastróficos geralmente associados a liberações de inventário de hidrocarbonetos. Pelos conceitos de classicação de áreas, a presença de uma atmosfera potencialmente explosiva poderá ser anormal, desde que esperada a ocorrência, o que não é o caso de grandes vazamentos de óleo e gás.
RESERVADO
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Alta Competência
Exemplos de eventos catastrócos: •
Blow-out ;
• Ruptura de vasos ou tubulações com hidrocarbonetos. Esses eventos são vericados no escopo de uma avaliação mais profunda e são realizados à luz de estudos denominados Análise de Riscos.
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RESERVADO
Capítulo 2 - Áreas classificadas
2.4. Exercícios 1) Dena área classicada: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
2) Correlacione a classicação das “zonas” às suas respectivas descrições: 1. Zona 0 2. Zona 1 3. Zona 2 ( ) Área onde é pouco provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal ou anormal esperada. ( ) Área onde, continuamente, está presente uma atmosfera potencialmente explosiva ou a mesma ocorre por longos períodos. ( ) Área onde é provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal de uma instalação/equipamento. 3) Indique a alternativa que apresenta o objetivo da gradação que envolve as fontes de riscos: ( ) Evitar acidentes. ( ) Auxiliar na identicação das áreas classicadas por “Zonas”. ( ) Classicar áreas. ( ) Instalar equipamentos elétricos.
RESERVADO
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Alta Competência
4) Relacione as fontes de riscos aos seus respectivos conceitos: 1. Fonte de risco
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(
)
A liberação da substância ocorre periodicamente ou ocasionalmente em condições normais de operação, ou é causada por operações de reparo, manutenção freqüente, rompimento, falha no equipamento de processo, condições que sejam anormais, porém previstas, e onde aparecem, simultaneamente, mistura explosiva e fonte de ignição elétrica.
2. Fonte de ( ) A liberação da substância ocorre em risco de grau condições anormais de operação contínuo ou causadas por rompimento, falha no equipamento de processo que sejam anormais, porém previstas, ou infreqüentes, por curtos períodos. ( 3. Fonte de risco de grau primário
)
A liberação da substância ocorre continuamente por longos períodos ou freqüentemente por curtos períodos.
4. Fonte de ( ) Instalar equipamentos elétricos. risco de grau secundário
RESERVADO
Capítulo 2 - Áreas classificadas
2.5. Glossário Atmosfera potencialmente explosiva - uma atmosfera é denida como potencialmente explosiva quando em seu estado normal ela não é perigosa, mas existe a possibilidade que em circunstância anormal ela se torne explosiva. Por exemplo, no caso de uma vazamento de gás ou na vaporização de um vazamento líquido. Blow-out
- poço uindo totalmente sem controle, podendo criar sérias conseqüências, tais como danos aos equipamentos da sonda, acidentes pessoais, perda total ou parcial do reservatório, poluição e dano ao meio ambiente. Flange - elemento que permite a união de dois componentes de um sistema de tubulações. Inventário - quantidade de substância que existe dentro de um determinado recipiente ou tubulação. VAC - Ventilação e Ar Condicionado.
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RESERVADO
Alta Competência
2.6. Bibliografia JORDÃO, Dácio de Miranda. Manual de Instalações Elétricas em Indústrias Químicas, Petroquímicas e de Petróleo: Atmosferas Explosivas. 2ª ed. Rio de Janeiro: 2002. PETROBRAS. Classificação de áreas para instalações elétricas e regiões de perfuração e produção. N-2154. Rio de Janeiro, 2000. SUZUKI, Helio Kanji; OLIVEIRA, Roberto Gomes. Instru-Ex - Instruções gerais para instalações em atmosferas explosivas. Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção. Rio de Janeiro: 2002.
42
RESERVADO
Capítulo 2 - Áreas classificadas
2.7. Gabarito 1) Dena área classicada: É a área na qual há a ocorrência ou a possibilidade de ocorrência de uma atmosfera potencialmente explosiva. 2) Correlacione a classicação das “zonas” às suas respectivas descrições: 1. Zona 0 2. Zona 1 3. Zona 2 ( 3 ) Área onde é pouco provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal ou anormal esperada. ( 1 ) Área onde, continuamente, está presente uma atmosfera potencialmente explosiva ou a mesma ocorre por longos períodos. ( 2 ) Área onde é provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal de uma instalação/equipamento. 3) Indique a alternativa que apresenta o objetivo da gradação que envolve as fontes de riscos: (
) Evitar acidentes.
( X ) Auxiliar na identificação das áreas classificadas por “Zonas”. (
) Classicar áreas.
(
) Instalar equipamentos elétricos.
4) Relacione as fontes de riscos aos seus respectivos conceitos: 1. Fonte de risco
(3)
A liberação da substância ocorre periodicamente ou ocasionalmente em condições normais de operação, ou é causada por operações de reparo, manutenção freqüente, rompimento, falha no equipamento de processo, condições que sejam anormais, porém previstas, e onde aparecem, simultaneamente, mistura explosiva e fonte de ignição elétrica.
2. Fonte de risco ( 4 ) de grau contínuo
A liberação da substância ocorre em condições anormais de operação ou causadas por rompimento, falha no equipamento de processo que sejam anormais, porém previstas, ou infreqüentes, por curtos períodos.
3. Fonte de risco ( 2 ) de grau primário
A liberação da substância ocorre continuamente por longos períodos ou freqüentemente por curtos períodos.
4. Fonte de risco de ( 1 ) grau secundário
Instalar equipamentos elétricos.
RESERVADO
43
RESERVADO
3 o PREFÁCIO l u t í p a C
Classificação de áreas
Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Identicar as normas aplicáveis à classicação de áreas; • Distinguir os critérios de classicação do International Electrotechnical Commission (IEC) e da da American Petroleum Institute (API).
RESERVADO
Alta Competência
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RESERVADO
Capítulo 3. Classificação de áreas
3. Classificação de áreas
A
pós a identicação da área classicada por “zonas”, identicamos a classicação de áreas seguindo as denições das normas aplicáveis. A partir destas normas, há o detalhamento da área classicada. No que se refere ao assunto sobre áreas classicadas, seguimos as normas da Petrobras que, por sua vez, acompanham as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que, por conseguinte, cumprem as normas da International Electrotechnical Commission (IEC). No caso especíco do E&P, para as plataformas de produção, também seguimos alguns critérios das normas da American Petroleum Institute (API), desde que sejam mais rigorosos que os apresentados nas normas da IEC. A seguir, seguir, apresentaremos as normas aplicáveis à classicação de áreas: •
International Electrotechnical Electrotechnical Commission ( IEC )
Órgão internacional de normalização para o setor eletrotécnico, responsável por normas internacionais, que tem como objetivos denir critérios universalmente aceitos. O quadro a seguir apresenta algumas das normas da IEC utilizadas para classicação de áreas: Areas. 60079-10 - Classication of Hazardous Areas. Atmospheres (Other than Mines). 60079-14 - Electrical Installations in Explosive Gas Atmospheres
60079-17 - Recommendation for Inspection and Maintenance of Electrical Installations in Hazardous Areas (Other than Mines).
60092.502 - Electrical Installations in Ships - Tankers - Special Features. 61892-7 - Mobile and Fixed Offshore Units - Electrical Installations - Hazardous Areas. 60079-20 - Data for Flammable Gases and Vapours Relating to the Use of Electrical Apparatus. 6.0079-0 - Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - General Requirements.
RESERVADO
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Alta Competência
6.0079-1 - Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - Flameproof enclosures “d”. 60079-2 - Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - Pressurized Enclosures “p”. 60079-11 - Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - Intrinsic Safety “i”. 6.0079-7 - Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - Increased Safety "e". 6.0079-6 - Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - Oil-Immersion “o". 6.0079-5 - Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - Powder Filling “q". 6.0079-15 - Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - Type of Protection "n". 6.0079-18 - Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - Construction, Test and Marking of Type of Protection Encapsulation "m" Electrical Apparatus.
Observação: Como estas são normas internacionais, ainda não há tradução para as mesmas.
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American Petroleum Institute (API)
•
Trata-se de uma norma nacional, com validade no território de um determinado país, neste caso os Estados Unidos. No Brasil, as normas de outros países são chamadas de normas estrangeiras, que é o caso das normas API. O quadro a seguir apresenta a norma da API utilizada para classicação de áreas: API RP 505 - Recommended Practice for Classication of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classied as Class I, Zone 0, Zone 1 and Zone 2.
Observação: Como esta é uma norma internacional, ainda não há tradução para a mesma. A seguir, serão apresentados os critérios das normas IEC e API que resultam no detalhamento da classicação de áreas.
RESERVADO
Capítulo 3. Classificação de áreas
3.1. Critérios da International Electrotechnical Commission (IEC) Os critérios da IEC estão relacionados: • Ao tipo de indústria; • Ao tipo de substância inamável; • À temperatura de ignição das substâncias inamáveis. 3.1.1. Tipo de indústria A IEC classica em dois grupos os ambientes nos quais pode ocorrer a presença de produtos inamáveis.
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São eles: Grupo I
Indústrias de mineração subterrânea.
Grupo II
Indústrias de superfície.
3.1.2. Tipo de substância A Petrobras é uma indústria de superfície Grupo II. Para esse grupo, a IEC apresenta critérios associados a uma gradação da periculosidade das substâncias inamáveis. Essa gradação é subdividida em grupos de substâncias (gases ou vapores) com propriedades físicas semelhantes, durante a ocorrência de uma explosão.
RESERVADO
Alta Competência
Essa subdivisão é apresentada no quadro a seguir: Nível de periculosidade
-
+
Grupos
Substâncias
Grupo IIA
Metano, butano, propano, gás natural, álcool, benzeno, gasolina.
Grupo IIB
Etileno, éter etílico, ciclopropano, sulfeto de hidrogênio.
Grupo IIC
Hidrogênio e acetileno.
3.1.3. Temperatura de ignição das substâncias inflamáveis
50
Outro critério de muita importância na classicação de áreas é a classe de temperatura, que dene a temperatura máxima que um equipamento elétrico pode atingir por qualquer parte ou superfície. A partir dessa classe, é possível identicar as possibilidades de ignição de uma atmosfera potencialmente explosiva nas proximidades do equipamento que será instalado em área classicada. Os mesmos deverão possuir uma marcação de temperatura para orientar sua aplicação. Essa marcação está ilustrada na tabela a seguir:
ABNT / IEC CLASSE DE TEMPERATURA
TEMPERATURA MÁXIMA DE SUPERFÍCIE (ºc)
T1
450
T2
300
T3
200
T4
135
T5
100
T6
85 Classe de temperatura
RESERVADO
Capítulo 3. Classificação de áreas
Um equipamento de uma determinada classe de temperatura pode ser usado na presença de qualquer gás que tenha a temperatura de ignição maior que a temperatura da categoria do equipamento, desde que atenda ao critério do Grupo de Gás.
?
VOCÊ SABIA?
Na maior parte de nossas instalações de produção do E&P, a classe de temperatura exigida é a T3 devido a algumas frações da produção possuírem temperatura de ignição superior a 200oC. Esses equipamentos da classe de temperatura T3 podem ser instalados em qualquer atmosfera cujo gás/vapor tenha temperatura de ignição maior que 200 oC. Para essa atmosfera também podem ser utilizados equipamentos de classe de temperatura T4, T5 e T6.
51
3.2. Critérios da American Petroleum Institute (API) Atualmente, no Brasil, devemos seguir a normalização internacional IEC. Entretanto, a maior parte das instalações na Petrobras possui equipamentos elétricos especicados de acordo com as normas do API, sendo, portanto, importante identicar essa classicação. O quadro a seguir apresenta classicação americana que divide os ambientes em classes: Classe I Classe II Classe III
Gases e vapores inamáveis. Poeiras combustíveis. Fibras combustíveis.
Da mesma forma que a IEC, existe a subdivisão de acordo com a semelhança das propriedades das substâncias: •
Classe I - subdividida em Grupo A, Grupo B, Grupo C e Grupo D;
•
Classe II - subdividida em Grupo E, Grupo F e Grupo G;
•
Classe III - não apresenta subdivisões.
RESERVADO
Alta Competência
Nesta classicação, o que se aplica às nossas instalações do E&P é a Classe I e, por isso, serão mostradas algumas substâncias de acordo com a classicação: Grupo A
Acetileno.
Grupo B Grupo C Grupo D
Hidrogênio, butadieno, óxido de etileno. Etileno, éter etílico, ciclopropano, sulfeto de hidrogênio. Metano, butano, propano, gás natural, álcool, benzeno, gasolina.
A tabela a seguir mostra as principais diferenças entre as normas. Observe que a classicação API é inversa à classicação IEC.
52
Na classicação API, a periculosidade da substância é decrescente, ou seja, a mais perigosa é a do Grupo A, já no caso da IEC, a mais perigosa é do Grupo IIC. IEC x API Substância
IEC / ABNT
API
Acetileno
Grupo IIC
Classe I – Grupo A
Hidrogênio
Grupo IIC
Classe I – Grupo B
Etileno
Grupo IIB
Classe I – Grupo C
Propano
Grupo IIA
Classe I – Grupo D
RESERVADO
Capítulo 3. Classificação de áreas
3.3. Exercícios 1) Indique a(s) alternativa(s) que apresenta(m) a(s) norma(s) aplicada(s) à classicação de áreas no sistema Petrobras: (
) Normas Petrobras.
(
) Normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
(
) Normas do Ministério do Meio Ambiente.
(
) Normas internacionais da International Electrotechnical Commission (IEC).
( )
Normas internacionais do American Petroleum Institute (API).
2) Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as armativas referentes à classicação de áreas segundo os critérios IEC e API: ( ) Os ambientes nos quais pode ocorrer a presença de produtos inamáveis são classicados em grupos pela IEC. ( ) No Brasil, é válida a classicação API. A classicação IEC é válida somente para instalações mais antigas da Petrobras. ( ) A classicação das áreas somente em “zonas” é suciente para a correta instalação de um equipamento elétrico. ( ) A classe de temperatura deve ser considerada na classicação de áreas. ( ) Todo equipamento elétrico instalado em área classicada deve possuir uma marcação de classe de temperatura.
RESERVADO
53
Alta Competência
3.4. Glossário ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. API - American Petroleum Institute - Instituto Americano do Petróleo. Atmosfera potencialmente explosiva - uma atmosfera é denida como potencialmente explosiva quando em seu estado normal ela não é perigosa, mas existe a possibilidade que em circunstância anormal ela se torne explosiva. Por exemplo, no caso de uma vazamento de gás ou na vaporização de um vazamento líquido. IEC - International Electrotechnical Commission - Comissão Internacional Eletrotécnica.
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RESERVADO
Capítulo 3. Classificação de áreas
3.5. Bibliografia JORDÃO, Dácio de Miranda. Manual de Instalações Elétricas em Indústrias Químicas, Petroquímicas e de Petróleo: Atmosferas Explosivas. 2ª ed. Rio de Janeiro: 2002. SUZUKI, Helio Kanji; OLIVEIRA, Roberto Gomes. Instru-Ex - Instruções gerais para instalações em atmosferas explosivas. Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção: 2002.
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RESERVADO
Alta Competência
3.6. Gabarito 1) Indique a(s) alternativa(s) que apresenta(m) a(s) norma(s) aplicada(s) à classicação de áreas no sistema Petrobras: ( X ) Normas Petrobras. ( X ) Normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). (
) Normas do Ministério do Meio Ambiente.
( X ) Normas internacionais da International Electrotechnical Commission (IEC). ( X ) Normas internacionais da American Petroleum Institute (API). 2) Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as armativas referentes à classicação de áreas segundo os critérios IEC e API: (V)
Os ambientes nos quais pode ocorrer a presença de produtos inamáveis são classicados em grupos pela IEC.
(F)
No Brasil, é válida a classicação API. A classicação IEC é válida somente para instalações mais antigas da Petrobras. Justificativa: atualmente, no Brasil, os critérios adotados são da IEC.
(F)
A classicação das áreas somente em “zonas” é suciente para a correta instalação de um equipamento elétrico. Justificativa: além da classificação de áreas por “zonas”, os critérios das normas aplicáveis contribuem para a instalação de equipamentos elétricos adequados em áreas classificadas.
(V)
A classe de temperatura deve ser considerada na classicação de áreas.
(V)
Todo equipamento elétrico instalado em área classicada deve possuir uma marcação de classe de temperatura.
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RESERVADO
4 o PREFÁCIO l u t í p a Equipamentos C
elétricos em áreas classificadas
Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Reconhecer a adequação necessária para a instalação de equipamentos elétricos em áreas classicadas; • Reconhecer a importância do certicado de conformidade dos equipamentos; • Identicar os tipos de equipamentos elétricos adequados a cada área classicada, interpretando a simbologia utilizada nos equipamentos.
RESERVADO
Alta Competência
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RESERVADO
Capítulo 4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas
4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas
E
m áreas classicadas, o cuidado com instalação de equipamentos elétricos é essencial. Essas instalações devem ser feitas a partir de uma regra básica:
Só instalar equipamentos elétricos ou outros equipamentos que possam gerar fonte de ignição que sejam estritamente essenciais para a operação da unidade. Os equipamentos elétricos permitidos em áreas classicadas têm como obrigatoriedade o certicado de conformidade, solicitado por Portaria do INMETRO. Esse certicado é importante, pois atesta que o equipamento elétrico poderá ser instalado em áreas classicadas. A certicação de conformidade está associada ao atendimento dos requisitos que são utilizados na construção dos equipamentos, presentes em normas aplicáveis, também chamados de requisitos construtivos. Esses requisitos determinam os tipos de proteção adequados ao equipamento. É comum que a classicação por grau de proteção seja confundida como a classicação dos tipos de proteção devido à semelhança dos termos e sua aplicação. Apesar de não ser especíco para equipamentos elétricos de uso em áreas classicadas, o conceito de grau de proteção deve ser conhecido para que essa confusão não comprometa a segurança das pessoas e da instalação.
ATENÇÃO Nunca deverão ser utilizados em áreas classicadas equipamentos elétricos que não possuam certicado de conformidade.
RESERVADO
59
Alta Competência
4.1. Tipos de proteção Os equipamentos elétricos comuns são considerados como possíveis fontes de ignição em uma atmosfera potencialmente explosiva e, por isso, necessitam de requisitos técnicos especícos para isolar e até mesmo eliminar suas fontes de ignição, que é um dos três elementos que compõem o triângulo de fogo. Os tipos de proteção dos equipamentos estão associados à classicação de áreas por “zonas”: Zona 0: é a área onde continuamente está presente uma atmosfera potencialmente explosiva ou a mesma ocorre por longos períodos.
60
Zona 1: é a área onde é provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal de uma instalação/equipamento. Zona 2: é a área onde é pouco provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal ou anormal esperada (exemplos: vazamentos em válvulas e flanges) de uma instalação/equipamento. Ainda que ocorra, será por curtos períodos. Cada equipamento tem o requisito técnico designado por uma simbologia especíca. A simbologia a ser utilizada para a designação do tipo de proteção deve ser composta da sigla Ex (explosão), seguida de uma letra. A seguir, serão apresentados os tipos de proteção, suas simbologias e características. 4.1.1. À prova de explosão (Ex d) Este tipo de equipamento é capaz de suportar uma explosão interna, sem permitir que essa explosão se propague para o meio externo. Tem como método de proteção o connamento da explosão dentro de um invólucro robusto.
RESERVADO
Capítulo 4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas
São adequados para utilização em áreas classicadas como “zona 1” e “zona 2”.
Esquema de um equipamento Ex d
Estes invólucros podem ser de tampas angeadas ou roscadas, conforme imagens a seguir.
Tampa angeada
Tampa roscada
4.1.2. Pressurizado (Ex p) São invólucros cuja pressão interna é maior que a pressão atmosférica, ou seja, pressão positiva, que utiliza a segregação de faíscas como método de proteção. Dessa forma, isola-se sicamente a atmosfera potencialmente explosiva das possíveis fontes de ignição de um equipamento/componente elétrico.
RESERVADO
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Alta Competência
Geralmente são pressurizadas com ar seco ou gás inerte e, em caso de despressurização do invólucro, o equipamento é desenergizado. São adequados para utilização em áreas classicadas como “zona 1” e “zona 2”.
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Esquema de um equipamento Ex p
4.1.3. Imerso em óleo (Ex o) / Imerso em areia (Ex q) / Imerso em resina (Ex m) Estes invólucros, da mesma forma que os invólucros pressurizados, utilizam a segregação de faíscas como método de proteção. Neste caso, as partes que podem causar centelhas ou alta temperatura situam-se em um meio isolante que pode ser óleo, areia ou resina. São adequados para a utilização em áreas classicadas como “zona 1” e “zona 2”.
Atmo sfera pot encialment e explosiva Invólucros
Meio isolant e
Esquema de um equipamento Ex o, Ex q e Ex m RESERVADO
Capítulo 4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas
4.1.4. Segurança aumentada (Ex e) Usam como medida de proteção a prevenção, na qual se controla a fonte de ignição de forma a não possuir energia elétrica e térmica sucientes para detonar a atmosfera potencialmente explosiva. São equipamentos elétricos nos quais são aplicadas medidas construtivas adicionais que, em condições normais de operação, não produzem arcos, centelhas ou altas temperaturas. É uma alternativa à utilização de equipamentos elétricos do tipo à prova de explosão devido à instalação e manutenção mais simples, não necessitando de ocinas qualicadas de serviços especializados e credenciadas pelos fabricantes. São adequados para a utilização em áreas classicadas como “zona 1” e “zona 2”. 4.1.5. Segurança intrínseca (Ex i) São equipamentos elétricos com dispositivo ou circuito que, em condições normais ou anormais (curto-circuito) de operação, não possuem energia suciente para inamar a atmosfera explosiva. São divididos em dois tipos: Ex ia e Ex ib. A categoria Ex ia pode ser utilizada em zona 0, pois é fabricada de modo que o equipamento possa sofrer até dois defeitos consecutivos e simultâneos, sem a ignição da atmosfera explosiva. Os equipamentos de categoria Ex ib, por sua vez, podem ser utilizados em “zona 1” e “zona 2” e, caso haja um único defeito no circuito, não provoca a ignição da atmosfera explosiva.
RESERVADO
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Alta Competência
Área não-classificada (Alta energia manipulada/armazenada)
Área classificada (Baixa energia)
Fonte de energia
Equipamento Ex i
Barreira limitadora de energia
Curto-circuito aqui Não provoca ignição
Esquema do método de proteção de um equipamento Ex i
4.1.6. Não acendível (Ex n)
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São equipamentos de energia limitada e, em condições normais de operação, não são capazes de provocar a ignição de uma atmosfera explosiva. Este tipo de equipamento só é permitido para a utilização em áreas classicadas como “zona 2”. 4.1.7. Especial (Ex s) Esta simbologia é utilizada para equipamentos ainda não previstos em normas. Dependendo do tipo, pode ser utilizado em áreas classicadas como “zona 0”, “zona 1” e “zona 2”.
4.2. Grau de proteção O grau de proteção refere-se à proteção gradativa que o invólucro dá ao equipamento, levando em consideração a penetração de objetos sólidos, inclusive mãos e dedos, e a penetração de líquidos.
RESERVADO
Capítulo 4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas
A simbologia a ser utilizada para a designação do grau de proteção de invólucros deve ser composta da sigla IP (proteção de invólucro), seguida de dois dígitos característicos do grau especicado, ou seja, IP-XY. O primeiro dígito (X) refere-se à proteção contra penetração de objetos sólidos. Já o segundo dígito (Y), refere-se à proteção contra a penetração de água. Exemplo: Um equipamento com proteção IP-54 signica que é protegido contra poeira e contato, como também contra penetração de água projetada de qualquer direção. A seguir será ilustrado este conceito.
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Proteção de pessoas contra contato a partes vivas e móveis no interior do invólucro e proteção contra o ingresso de corpos sólidos
Primeiro Dígito
Não protegido.
ALTA TENSÃO
Protegido contra contato acidental do corpo (exemplo: mão) e contra corpos com diâmetro > 50 mm.
ALTA TENSÃO
Protegido contra contato por um dedo padrão e corpos médios diâmetro >12 mm; comprimento > 50 mm.
ALTA TENSÃO
Protegido contra contato por ferramentas, fios etc. Diâmetro > 2,5 mm e corpos pequenos.
ALTA TENSÃO
Protegido contra contato por ferramentas, fios etc. Diâmetro > 1,0 mm e corpos pequenos.
ALTA TENSÃO
Completamente protegido contra contato; à prova de pó; não estanque a pó.
ALTA TENSÃO
Completamente protegido contra contato; estanque a pó; não há ingresso de pó.
RESERVADO
Alta Competência
Segundo Dígito
66
Proteção contra o ingresso de água
0
Não protegido.
1
Protegido contra queda vertical de água (água de condensação).
2
Protegido contra água com inclinação de até 15º em relação à vertical (à prova de pingos).
3
Protegido contra água de chuva com inclinação de até 60º à prova de chuva.
4
Protegido contra respingo em todas as direções à prova de respingo.
5
Protegido contra jato d’água. Água projetada em todas as direções não prejudicam o equipamento.
6
Protegido contra condições encontradas em decks de navios, ondas do mar ou jatos potentes.
7
Protegido contra imersão. O equipamento opera imerso em água sob condições de tempo e pressão.
8
Protegido contra submersão. O equipamento é projetado para operar continuamente submerso.
4.3. Certificado de conformidade dos equipamentos Para que um equipamento elétrico possa ser instalado em área classicada, é necessário que seja atestado que o produto foi fabricado segundo requisitos construtivos determinados em normas ou especicações técnicas aplicáveis. Essa garantia é obtida a partir da emissão do certificado de conformidade.
?
VOCÊ SABIA?
A manutenção mal executada de um equipamento elétrico compromete a validade da certicação de conformidade.
No Brasil, este certicado é emitido por um Organismo de Certicação de Produto (OCP), sendo este uma entidade pública, privada ou mista, de terceira parte e acreditada pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO).
RESERVADO
Capítulo 4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas
A Portaria n.º 83/2006, do INMETRO, mantém a obrigatoriedade da certicação para todos os equipamentos elétricos, eletrônicos, associados, acessórios e componentes que serão utilizados em atmosferas potencialmente explosivas.
ATENÇÃO Freqüentemente o INMETRO divulga, através de seu site na Internet, atualizações para as portarias existentes. Fique atento e procure manter-se sempre informado sobre todas as atualizações. http://www.inmetro.gov.br/ Todos os equipamentos certicados devem possuir identicação mínima exigida por portarias. O Instru-Ex (Instruções gerais para instalações em atmosferas explosivas), apresenta o modelo com os principais itens de marcação de equipamentos Ex de origem brasileira, conforme ilustração a seguir:
RESERVADO
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Alta Competência
Br Ex ia IIC T6 Temperatura
Certificação
In d ica a cla s se d e t e m p era t u r a d e su p e rf í cie d o in st r u m en t o T1 (450º), T2 (300º), T3 (200º), T4 (135º), T5 (100º), T6 (85º)
In d ica q u e a Ce rt if ica çã o é Brasileira
Proteção
Grupo
In d ica q u e o e q u ip a m en t o p o ssu i a lg u m t ip o d e p ro t eçã o p a ra a t m o s f e ra p o t e n cia l m e n t e explosiva
In dica o g rup o p ara o q ua l o e q u i pa m e n t o f o i c o n st r u íd o G RU PO IIC G RU PO IIB G RU PO IIA
Tipo de pro t eção
Indica o tipo de proteção que o eq uipamento possui: “ d” “ p” “ m” “ o” “ q” “ e” “ia” “ib” “ n” " s"
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– – – – – – – – – –
À prova de explosão Pressurizado Encapsulado Imerso em óleo Imerso em a reia Segurança aumen ta da Segurança intrínseca, categ oria “ a” Segurança intrínseca, categ oria “ b” Nã o acend ível Especial
ATENÇÃO Equipamentos Ex certicados para uso em “zona 1”, como, por exemplo, os do tipo à prova de explosão (Ex d), podem ser utilizados em “zona 2”. Porém, o contrário não é válido, ou seja, equipamentos certicados para “zona 2”, como os do tipo não acendível (Ex n), não podem ser utilizados em “zona 1”, pois são de concepção mais simples (requisitos construtivos menos rigorosos que os adotados para “zona 1”).
RESERVADO
Capítulo 4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas
4.4. Exercícios 1) Sobre a adequada instalação de equipamentos elétricos em áreas classicadas, marque V (verdadeiro) ou F (falso): (
) A Portaria do INMETRO n.º 83/2006 obriga que os equipamentos elétricos permitidos em áreas classicadas tenham o certicado de conformidade.
(
) Só devem ser instalados equipamentos elétricos ou outros equipamentos que possam gerar fonte de ignição quando forem estritamente essenciais para a operação da unidade.
(
) O certicado de conformidade do INMETRO atesta que o equipamento elétrico poderá ser instalado em áreas classicadas.
(
) Não é permitido, sob nenhuma hipótese, a instalação de equipamentos elétricos em áreas classicadas.
(
) O atendimento dos requisitos construtivos não determina os tipos de proteção adequados ao equipamento, porém, estão associados à certicação de conformidade.
2) Sobre o certicado de conformidade é correto armar: (
) Obrigatório para que um equipamento elétrico possa ser instalado em área classicada.
(
) Atesta que o produto foi fabricado segundo requisitos construtivos determinados em normas ou especicações técnicas aplicáveis.
(
) É exigido pelas normas internas Petrobras.
(
) No Brasil, é emitido por um OCP (Organismo de Certicação de Produto).
(
) Torna desnecessária a manutenção dos equipamentos.
RESERVADO
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Alta Competência
3) Todos os equipamentos certicados devem possuir identicação mínima exigida por normas. Complemente a descrição dos principais itens de marcação de equipamentos no modelo de identicação reproduzido a seguir: Br
Ex d IIA T4
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RESERVADO
Capítulo 4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas
4.5. Glossário Atmosfera potencialmente explosiva - uma atmosfera é denida como potencialmente explosiva quando em seu estado normal ela não é perigosa, mas existe a possibilidade que em circunstância anormal ela se torne explosiva. Por exemplo, no caso de uma vazamento de gás ou na vaporização de um vazamento líquido. Ex - simbologia utilizada para identicar equipamento elétrico destinado a ser instalado em atmosfera potencialmente explosiva. Flange - elemento que permite a união de dois componentes de um sistema de tubulações. INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Instru-Ex - Instruções gerais para instalações em atmosferas explosivas. OCP - Organismo de Certicação de Produto.
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RESERVADO
Alta Competência
4.6. Bibliografia JORDÃO, Dácio de Miranda. Manual de Instalações Elétricas em Indústrias Químicas, Petroquímicas e de Petróleo: Atmosferas Explosivas. 2ª ed. Rio de Janeiro: 2002. SUZUKI, Helio Kanji; OLIVEIRA, Roberto Gomes. Instru-Ex - Instruções gerais para instalações em atmosferas explosivas. Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção. Rio de Janeiro: 2002.
72
RESERVADO
Capítulo 4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas
4.7. Gabarito 1) Sobre a adequada instalação de equipamentos elétricos em áreas classicadas, marque V (verdadeiro) ou F (falso): ( V ) A Portaria do INMETRO n.º 83/2006 obriga que os equipamentos elétricos permitidos em áreas classicadas tenham o certicado de conformidade. ( V ) Só devem ser instalados equipamentos elétricos ou outros equipamentos que possam gerar fonte de ignição quando forem estritamente essenciais para a operação da unidade. ( V ) O certicado de conformidade do INMETRO atesta que o equipamento elétrico poderá ser instalado em áreas classicadas. ( F ) Não é permitido, sob nenhuma hipótese, a instalação de equipamentos elétricos em áreas classicadas. Justificativa: é permitido instalar equipamentos elétricos adequados para a área classificada. ( F ) O atendimento dos requisitos construtivos não determina os tipos de proteção adequados ao equipamento, porém, estão associados à certicação de conformidade. Justificativa: a certificação de conformidade está associada ao atendimento dos requisitos que são utilizados na construção dos equipamentos, presentes em normas aplicáveis, também chamados de requisitos construtivos. Esses requisitos determinam os tipos de proteção adequados ao equipamento. 2) Sobre o certicado de conformidade é correto armar: ( X ) Obrigatório para que um equipamento elétrico possa ser instalado em área classificada. ( X ) Atesta que o produto foi fabricado segundo requisitos construtivos determinados em normas ou especificações técnicas aplicáveis. ( X ) É exigido pelas normas internas Petrobras. ( X ) No Brasil, é emitido por um OCP (Organismo de Certificação de Produto). ( ) Torna desnecessária a manutenção dos equipamentos.
RESERVADO
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Alta Competência
3) Todos os equipamentos certicados devem possuir identicação mínima exigida por normas. Complemente a descrição dos principais itens de marcação de equipamentos no modelo de identicação reproduzido a seguir:
Br
Ex d IIA T4 Classe de temperatura T4 (135º)
Certificação brasileira
Equipamento Ex com tipo de proteção à prova de explosão
Adequado para o Grupo IIA
À prova de explosão
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RESERVADO
5 o PREFÁCIO l u t í p a Influência da C
ventilação em áreas classificadas Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Identicar a importância dos critérios de ventilação adotados na classicação de áreas.
RESERVADO
Alta Competência
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RESERVADO
Capítulo 5. Influência da ventilação em áreas classificadas
5. Influência da ventilação em áreas classificadas
A
ventilação inuencia de forma considerável a classicação de áreas. Áreas com pouca ventilação tendem a possuir um critério mais rigoroso de classicação. Portanto, os critérios de ventilação adotados nos projetos deverão ser atendidos durante a vida útil da instalação, pois toda instalação elétrica nesses locais estará adequada a esses critérios. As denições a seguir foram retiradas da Norma Petrobras N-2784 - Conabilidade e análise de risco, e servem para ilustrar alguns conceitos utilizados. Ambiente com ventilação natural
Ambiente que não possui nenhum obstáculo ao movimento do ar.
Ambiente com ventilação artificial
Ambiente (sala, prédio ou invólucro) que possui sistema articial de insuamento de ar, de modo a evitar a formação de mistura explosiva.
Área confinada
Entende-se o espaço tridimensional (sala, prédio), fechado por mais do que 2/3 da área supercial projetada no plano e de tamanho suciente para permitir a entrada de pessoas. Para um prédio típico, isto requer a existência de mais do que 2/3 de paredes, teto e/ou piso.
Os ambientes fechados (áreas connadas), que são considerados como áreas classicadas para a instalação de equipamentos elétricos, devem ser ventilados adequadamente, pois a falta desta ventilação altera a classicação de área, podendo levar à ocorrência de uma explosão. Exemplo: O hood (invólucro) de turbogeradores possui uma taxa de ventilação excessiva, justamente por causa da área classicada, e em caso de perda desta ventilação o gerador é desligado.
RESERVADO
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Alta Competência
As áreas classicadas connadas que possuem ventilação mecânica e promovem pressão menor que a pressão atmosférica (chamada de pressão negativa) em relação à área classicada de menor risco, devem ser mantidas desta forma, pois a falta deste diferencial de pressão poderá contaminar o ambiente adjacente, podendo também levar à ocorrência de explosão.
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Geralmente, é o caso da sala de baterias (área classicada) com os ambientes adjacentes (áreas não classicadas). As salas de baterias são projetadas com redundância no sistema de ventilação e, na falha de um deles, o outro é acionado automaticamente. Além disso, caso a concentração de hidrogênio na sala ultrapasse determinada concentração, o sensor de gás dispara automaticamente o ventilador reserva, além de alarmar. Fica claro, assim, que uma boa dispersão do ar interno nesse ambiente faz com que a concentração que abaixo do Limite Inferior de Inamabilidade (LII), ou seja, uma mistura pobre, que não pega fogo. Os ambientes não são considerados áreas classicadas e que, por necessidade, precisam estar dentro ou adjacente a áreas classicadas, são projetados com uma ventilação que causa uma pressão positiva em relação a essas áreas classicadas. Exemplo: Presença de salas de controle de módulos de compressão em plataformas de produção ou até mesmo contêiner de controle de mergulho, onde a falha desta ventilação deve desenergizar todos os equipamentos internos que não são adequados a áreas classicadas. Veja a seguir uma ilustração que demonstra essa situação: Pressão positiva Zona 2
Porta com dispositivo automático de retorno
Alarme visual e sonoro
>p M Área não classificada
Ventilador
RESERVADO
Capítulo 5. Influência da ventilação em áreas classificadas
Mas, se um dos exemplos precisar ser instalado dentro de uma área classicada como zona 1, é necessário utilizar outro recurso além da pressurização positiva: antecâmara ( air-lock ). A ilustração a seguir exemplica esta situação. Zona 1 Antecâmara
>p
>p M
Zona 2
Área não classificada
Alguns locais abertos, como no caso do convés principal de plataformas do tipo FPSO ( Floating, Production, Storage and Offloading ), são considerados áreas classicadas com um critério mais rigoroso, mesmo estando ao ar livre e com ventilação natural. Nesse caso, o connamento do local gerado pelas estruturas e módulos é tamanho, que impede a boa circulação de ar.
RESERVADO
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Alta Competência
5.1. Exercícios 1) Considerando que a ventilação interfere de forma considerável na classicação de áreas, responda às questões a seguir: a) Por que os ambientes fechados que são áreas classicadas devem ser ventilados adequadamente?
__________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ b) Por que devem ser atendidos os critérios de ventilação?
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__________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ 2) Correlacione os tipos de ambientes listados a seguir quanto à ventilação, com suas respectivas descrições: a) Ambiente com ventilação natural; b) Ambiente com ventilação articial; c) Área connada. ( )
Espaço tridimensional, fechado por mais de 2/3 da área supercial projetada no plano e de tamanho suciente para permitir a entrada de pessoas.
( )
Ambiente que não possui nenhum obstáculo ao movimento do ar.
( )
Ambiente que possui sistema articial de insuamento de ar de modo a evitar a formação de mistura explosiva.
RESERVADO
Capítulo 5. Influência da ventilação em áreas classificadas
5.2. Glossário Contêiner - grande caixa, de tamanho e características padronizados, para acondicionamento de carga, a m de facilitar o seu embarque, desembarque etc. FPSO - Floating, Production, Storage and Offloading. Sistema Flutuante de Produção, Armazenamento e Transferência. Hood -
invólucro.
LII - Limite Inferior de Inamabilidade. Concentração mínima na qual a mistura se torna inamável. Também é chamado de Limite Inferior de Explosividade (LIE). Turbogerador - gerador elétrico acionado por uma turbina a gás ou a diesel.
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RESERVADO
Alta Competência
5.3. Bibliografia FERREIRA, Aurélio Buarque de Holanda. Minidicionário da língua portuguesa. 3ª ed. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1993. IEC 60092-502. Electrical Installations in Ships - Tankers - Special Features. JORDÃO, Dácio de Miranda. Manual de Instalações Elétricas em Indústrias Químicas, Petroquímicas e de Petróleo: Atmosferas Explosivas. 2ª ed. Rio de Janeiro: 2002. PETROBRAS. Confiabilidade e Análise e Riscos, N-2784. 2005. SUZUKI, Helio Kanji; OLIVEIRA, Roberto Gomes. Instru-EX - Instruções gerais para instalações em atmosferas explosivas. Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção. Rio de Janeiro: 2002.
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RESERVADO
Capítulo 5. Influência da ventilação em áreas classificadas
5.4. Gabarito 1) Considerando que a ventilação interfere de forma considerável na classicação de áreas, responda às questões a seguir: a) Por que os ambientes fechados que são áreas classicadas devem ser ventilados adequadamente? Os ambientes fechados (áreas confinadas), que são considerados como áreas classificadas para a instalação de equipamentos elétricos, devem ser ventilados adequadamente, pois a falta desta ventilação altera a classificação de área podendo levar à ocorrência de uma explosão. b) Por que devem ser atendidos os critérios de ventilação? Os critérios de ventilação adotados nos projetos deverão ser atendidos durante a vida útil da instalação, pois toda a instalação elétrica nestes locais estará adequada a esses critérios. 2. Correlacione os tipos de ambientes listados a seguir quanto à ventilação, com suas respectivas descrições: a) Ambiente com ventilação natural;
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b) Ambiente com ventilação articial; c) Área connada. (c)
Espaço tridimensional, fechado por mais de 2/3 da área supercial projetada no plano e de tamanho suciente para permitir a entrada de pessoas.
(a)
Ambiente que não possui nenhum obstáculo ao movimento do ar.
( b ) Ambiente que possui sistema articial de insuamento de ar de modo a evitar a formação de mistura explosiva.
RESERVADO
RESERVADO
6 o PREFÁCIO l u t í p a C
Plano de classificação de áreas Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Conceituar o plano de classicação de áreas, identicando seu objetivo; • Identicar os documentos que compõem o plano de classicação de áreas.
RESERVADO
Alta Competência
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RESERVADO
Capítulo 6. Plano de classificação de áreas
6. Plano de classificação de áreas
O
plano de classificação de áreas é utilizado para o conhecimento detalhado da área classicada de uma unidade industrial. Sua necessidade é embasada pela norma Petrobras N-2706 (Plano de classicação de áreas) que o dene da seguinte forma: Conjunto de documentos que fornecem as informações sobre as áreas classificadas da unidade industrial. Compõe-se das plantas de classificação de áreas, das listas de dados de substâncias inflamáveis, das listas de dados das fontes de risco e, no caso de recintos fechados, das informações relativas ao projeto de ventilação e ar condicionado, que influenciam a classificação e extensão das áreas classificadas.
6.1. Documentação O plano de classicação de áreas é composto por documentos. Esses documentos serão apresentados a seguir. 6.1.1. Plantas de classificação de áreas As plantas de classificação de áreas são elaboradas por uma equipe multidisciplinar com participação das áreas de segurança, processo, elétrica, operação, VAC etc. Esses prossionais se baseiam no arranjo geral ou planta baixa e vistas laterais da instalação. As plantas são elaboradas em escala, o que informa ao prossional, quando for consultar a planta, a correta dimensão da área classicada. Em algumas instalações, encontramos um grande desenho denominado plano geral de classicação de áreas, que é o somatório de todas as plantas de classicação de áreas. Um exemplo da utilização deste desenho é o auxílio ao emitente de Permissão para Trabalho (PT) na identicação do trabalho a ser liberado em área classicada e a partir disso a tomada de medidas adicionais de segurança.
RESERVADO
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Alta Competência
A ilustração a seguir apresenta parte de um plano geral de classicação de áreas. Zona 1 - Local onde a ocorrência de mistura inflamável/explosiva é provável em condições normais de operação do equipamento de processo. Zona 2 - Local onde a ocorrência de mistura inflamável/explosiva é pouco provável e, se ocorrer, é por curtos períodos, estando associado à equipamento de processo. Área não classificada - (desde que mantida com pressão positiva por ventilação forçada). Área não classificada. P
Área a ser mantida com pressurização negativa - (através de exaustão forçada, para não contaminar os compartimentos vizinhos).
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Essas plantas trazem, ainda, as seguintes informações: • Indicação da direção de vento predominante; • Identicação do grupo ao qual pertencem as substâncias inamáveis presentes; • Identicação da classe de temperatura para os equipamentos Ex, para cada região.
RESERVADO
Capítulo 6. Plano de classificação de áreas
Dessa forma, esse documento é de extrema importância no processo de instalação de qualquer equipamento elétrico na unidade, evitando erros como no caso da utilização de um equipamento elétrico adequado para zona 2 em zona 1, ou até mesmo um equipamento adequado para uso em uma atmosfera de hidrocarbonetos sendo utilizado em uma sala de baterias onde a atmosfera pode conter hidrogênio. 6.1.2. Listas de dados para áreas classificadas As listas de dados para áreas classificadas (substâncias inamáveis e das fontes de risco) servem como insumo para a elaboração das plantas de áreas classicadas. Devem apresentar os dados dos equipamentos que contenham as fontes de risco, com seus parâmetros de processo, a localização, o material inamável com sua classe de temperatura e grupo dos gases, o tipo de ventilação presente no ambiente, além de outras.
RESERVADO
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Alta Competência
Para as novas unidades, as diretrizes de projeto da E&P estabelecem que todos os equipamentos e acessórios, para uso em áreas classicadas, sejam relacionados em uma lista de equipamentos elétricos e eletrônicos conforme modelo a seguir: . F I R E V
J . V E R
I H G F E D C B . . . . . . . . V V V V V V V V E E E E E E E E R R R R R R R R
e d
D N E S , S A R B O R T E P
A H L O F . A C O E X E X N E A A D C . V A E E D R T A A D 5 E 5 D I R 1 2 P O N R . S P A E R D B O A O Ã D I R S L T A E O N I T F P O N A Ã E A M U M Ç I U S R O C R A N D A C O D A E S R T E E T O N D S F E O E C N Ã D E Ç T A S R Z E I E L Õ I P Ç T O A U I M R A Á A A . R L O D . V F U I . B N M V E I 1 I 0 E R O R / O 1 S R R F 0 A P
: E T N E I L C
: A M A R G O R P
. S F I R A E A E V R R A Á P E S D O O D Ã A . Ç C D A X E E C E I D F I A T S S I S L A L C
: A E R Á
: O L U T Í T
. J O R P
A H L O F
. V O A R T P A º A D N
O Ã Ç A V R E S B O
90
A E R U O D T P E A U S R S E R A P G L E M C E T
) m ( L A T N O Z I R O H A I C N Â T S I D O C S I R E D E T N O F
A 2 D A E T N I O M Z I L A 1 D A E T N I O M I Z L A 0 D A E T I N O M Z I L U A R G O Ã Ç I R C S E D
O Ã Ç A L I T N E V E / M O A U 3 Ã L R Ç m U O A / T V A / R a E P R O P k E / Ã P S O C M S E º E E D T R P / L L L E E A V I V Í R Á S E M O T A L A L P F X M E N I
O S S E C O R P E D O T N E M A P I U Q E
O Ã Ç A C O L O Ã Ç I R C S E D O Ã Ç A C I F I T N E D I
O Ã N
M I S
7 6 1 2 N S A R B O R T E P
O Ã N
M I S
6 6 1 2 N S A R B O R T E P
O Ã N
M I S
4 5 1 2 N S A R B O R T E P
S E Õ Ç : A A V I R C E N S Ê B R O E F E E S R A E T D O N S A A M R R A O P N O : Ç S A A P T S O E N
RESERVADO
Capítulo 6. Plano de classificação de áreas
Todos os certicados de equipamentos e acessórios para uso em atmosfera explosiva deverão ser reunidos em um databook , mantido a bordo, para exibição/aprovação da Sociedade Classicadora, quando requerido.
Equipamento/ Local instalado
m e t I
. o t n e m a p . i u G q A E T
1 r o t o M
. a m e t s i S / o ã ç n u F
. e t o c a P e d a d i m U d i k S / a e r Á , o t n e m i t r a p m o C
a . d . . i d e s d k , a l b a p m i c 1 o i 1 B n 1 a r 1 d P . s . . 1 r é . 2 o v - t n d i B o o n M M C U
a e r . Á ) e ” d a o n o ã z ç “ a , c o i p s s u a r l G C (
2 a n o z , A I I o p u r G
Características
a g r a C u o 3 D S E ( a d a c i s s a l c ) . o l a ã i n c a n e e r s s Á E
. s í a p / e t n a c i r b a F
. e t n a c i r b a f o d o l . e ) V d ( o o M ã / o s n p i T e T
. l . i . s a r O B T – P X . Z f Y e X R
0 8 4
. ) W k . ( I l o a ã n i ç m e t o o N r P a e i c d n u ê t a o r P G
2 2
5 5 W P I
2
RESERVADO
91
Alta Competência
Certificado de conformidade (Dados de placa)
m e t I . ) C E I ( ” x . E ) “ C E o ( I ã ç s e t á o r G P e e d d o o p u p r i T G
92
. ) C E I ( a r u t a r e p m e T e d e s s a l C
. s i a i c e p s e s e õ ç i d n o c , o t n e m a p i u q E o ã ç a c r a M
. e d a d i l a V e e d a d i m r o f n o c e d o d a c i t r e C . o N
1
e -
x E
A I I
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. . 1 . 0 X 0 X 2 / X - z e 9 d 9
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x e b a L / l e p e C
Motor s o d a c i t r e C o ã ç a l a t s n I e d s o i r ó s s e c A
o ã ç a v r e s b O o n o t i r c s e d o b a c a s n x e r x P ) m a e t ( i
a r a p , . t E o o ã d ç e a v t o r a r t p r o o t d a o r t s e u d j a o o p m i x m á e t , m e o x p E m s e e T , r o n t I / o p I m
Parâmetros de Circuitos Intrinsecamente Seguros (V, I, C, L, R, P)
. o t i u c r i c o n s o d i t i m r e p s o m i x á M s e r o l a V
. e t n e n o p m o c / o t n e m a p i u q E o d s e r o l a V
s o t i u c r i c s o o d n i u l c n i , l a e r . l s a o t d o t a i r c o l o a s s V a
é l e r g e e t s s u j 5 = ; A e o g d e s o ã ç 7 p e t A - m o / E e r t t p N
A / N
A / N
2
RESERVADO
Capítulo 6. Plano de classificação de áreas
6.2. Exercícios 1) Sobre o conceito apresentado pela N-2706 aplicado ao plano de classicação de áreas, indique as alternativas que são corretas: ( ) A necessidade do plano de classicação de áreas é embasada pelas normas Petrobras aplicáveis. ( ) O plano de classicação de áreas é utilizado para o conhecimento detalhado da área classicada de uma unidade industrial. ( ) De acordo com a N- 2706, o plano de classicação de áreas é composto das plantas de classicação de áreas e das informações relativas ao projeto de ventilação e ar condicionado, que não inuenciam a classicação e extensão das áreas classicadas. ( ) A N-2706 embasa o plano de classicação de áreas e o dene como um “Conjunto de documentos que fornecem as informações sobre as áreas classicadas da unidade industrial”. ( ) De acordo com a N- 2706, o plano de classicação de áreas é composto das plantas de classicação de áreas, das listas de dados de substâncias inamáveis, das listas de dados das fontes de risco e, no caso de recintos fechados, das informações relativas ao projeto de ventilação e ar condicionado, que inuenciam a classicação e extensão das áreas classicadas. 2) Quais os documentos que compõem o plano de classificação de áreas? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
RESERVADO
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Alta Competência
3) Indique as alternativas que apresentam informações indicadas nas plantas de classicação de áreas: (
) Direção de vento predominante.
(
) Número de equipamentos utilizados.
(
) Identicação do grupo ao qual pertencem as substâncias inamáveis presentes.
(
) Parâmetros de processos.
(
) Identicação da classe de temperatura para os equipamentos Ex, para cada região.
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RESERVADO
Capítulo 6. Plano de classificação de áreas
6.3. Glossário Ex - simbologia utilizada para identicar equipamento elétrico destinado a ser instalado em atmosfera potencialmente explosiva. IEC - International Electrotechnical Commission. Comissão Internacional Eletrotécnica. OCP - Organismo de Certicação de Produto. PT - Permissão para Trabalho. VAC - Ventilação e Ar condicionado.
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RESERVADO
Alta Competência
6.4. Bibliografia JORDÃO, Dácio de Miranda. Manual de Instalações Elétricas em Indústrias Químicas, Petroquímicas e de Petróleo: Atmosferas Explosivas. 2a ed. Rio de Janeiro: 2002. SUZUKI, Helio Kanji; OLIVEIRA, Roberto Gomes. Instru-Ex - Instruções gerais para instalações em atmosferas explosivas. Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção. Rio de Janeiro: 2002.
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Capítulo 6. Plano de classificação de áreas
6.5. Gabarito 1) Sobre o conceito apresentado pela N-2706 aplicado ao plano de classicação de áreas, indique as alternativas que são corretas: (
) A necessidade do plano de classicação de áreas é embasada pelas normas Petrobras aplicáveis.
( X ) O plano de classificação de áreas é utilizado para o conhecimento detalhado da área classificada de uma unidade industrial. (
) De acordo com a N- 2706, o plano de classicação de áreas é composto das plantas de classicação de áreas e das informações relativas ao projeto de ventilação e ar condicionado, que não inuenciam a classicação e extensão das áreas classicadas.
( X ) A N-2706 embasa o plano de classificação de áreas e o define como um “Conjunto de documentos que fornecem as informações sobre as áreas classificadas da unidade industrial”. ( X ) De acordo com a N- 2706, o plano de classificação de áreas é composto das plantas de classificação de áreas, das listas de dados de substâncias inflamáveis, das listas de dados das fontes de risco e, no caso de recintos fechados, das informações relativas ao projeto de ventilação e ar condicionado, que influenciam a classificação e extensão das áreas classificadas. 2) Quais os documentos que compõem o plano de classicação de áreas? a) Plantas de classificação de áreas; b) Listas de dados para área classificada: lista de dados de substâncias inflamáveis, de dados das fontes de risco e, para novas unidades, lista de equipamentos elétricos e eletrônicos em áreas classificadas. 3) Indique as alternativas que apresentam informações indicadas nas plantas de classicação de áreas: ( X ) Direção de vento predominante. (
) Número de equipamentos utilizados.
( X ) Identificação do grupo ao qual pertencem as substâncias inflamáveis presentes. (
) Parâmetros de processos.
( X ) Identificação da classe de temperatura para os equipamentos Ex, para cada região.
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