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INSTALAÇÕES ELÉTRICA EM ATMOSFERAS EXPLOSIVAS

SENAI PETROBRAS CTGÁS-ER


Termoaçu

Natal / RN 2009

SENAI PETROBRAS CTGÁS-ER


Termoaçu

Natal / RN 2009

© 2009 CTGÁS-ER Qualquer parte desta obra poderá ser reproduzida, desde que citada a fonte. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER Diretor Executivo Rodrigo Diniz de Mello Diretor de Tecnologias Pedro Neto Nogueira Diógenes Diretor de Negócios José Geraldo Saraiva Pinto Unidade de Negócios de Educação – UNED Coordenadora Maria do Socorro Almeida Elaboração Djair José Cabral Júnior Diagramação Lidigleydson de Melo Torres

FICHA CATALOGRÁFICA

CENTRO DE TECNOLOGIAS DO GÁS E ENERGIAS RENOVÁVEIS – RENOVÁVEIS – CTGÁS CTGÁS -ER AV: Cap. Mor Gouveia, 1480 – 1480 – Lagoa Lagoa Nova CEP: 59063-400 – 59063-400 – Natal Natal – – RN RN Telefone: (84) 3204.8100 Fax: (84) 3204.8118 E-mail: [email protected] [email protected] Site: www.ctgas.com.br Site: www.ctgas.com.br

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO - O QUE É UMA ATMOSFERA EXPLOSIVA?.................................. 6 CAPÍTULO 1 PROPRIEDADES BÁSICAS DAS SUBSTÂNCIAS INFLAMÁVEIS .. 10 1.1. PROPRIEDADES BÁSICAS DAS SUBSTÂNCIAS INFLAMÁVEIS ................... 10 1.1.1.Vaporização .............................................................................................................. 10 1.1.2. Convecção, Difusão e Densidade Relativa ........................................................12 1.1.3. Estado Normal de Agregação ............................................................................... 12 1.1.4. Ponto de Fulgor (Flash Point) e Ponto de Combustão ..................................... 13 1.2. ALTERAÇÃO DO PONTO DE FULGOR ............................................................ 14 1.3. LIMITES DE INFLAMABILIDADE....................................................................... 14 1.4. VELOCIDADE DE COMBUSTÃO ...................................................................... 15 1.4.1. Deflagração .............................................................................................................16 1.4.2. Explosão ................................................................................................................... 16 1.4.3. Detonação ................................................................................................................ 16 1.5. PROTEÇÃO PRIMÁRIA CONTRA A EXPLOSÃO ............................................. 16 1.6. VENTILAÇÃO ..................................................................................................... 17 1.6.1. Ventilação natural ................................................................................................... 17 1.6.2. Ventilação Artificial ................................................................................................. 18

CAPÍTULO 2 – CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS ........................................................ 19 2.1. UM BREVE HISTÓRICO .................................................................................... 19 2.2. DEFINIÇÕES ..................................................................................................... 20 2.3. CRITÉRIOS BÁSICOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS ............................ 22 2.4. CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A NORMA INTERNACIONAL (IEC), ADOTADA PELA BRASILEIRA (ABNT) ...................................................................................... 22 2.4.1. Zonas ........................................................................................................................ 22 2.4.2. Grupos ...................................................................................................................... 23 2.5. CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A NORMA AMERICANA (NEC) ......................... 24 2.5.1. Classes ..................................................................................................................... 24 2.5.2. Divisões .................................................................................................................... 24 2.5.3. Grupos ...................................................................................................................... 25

2.5.4. Temperatura ............................................................................................................ 25 2.6. EQUIVALÊNCIA ENTRE AS NORMAS ............................................................. 26

CAPÍTULO 3 – EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS – TIPOS DE PROTEÇÃO............. 29 3.1. FONTES DE IGNIÇÃO ....................................................................................... 29 3.1.1. Fontes de ignição de origem não elétrica ...................................................... 29 3.1.2. Fontes de ignição de origem elétrica .............................................................. 30 3.2. EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS PERMITIDOS EM ÁREAS CLASSIFICADAS . 31 3.3. TIPOS DE PROTEÇÕES ................................................................................... 31 3.3.1. Equipamento elétrico com enchimento de pó (Ex q): ....................................... 32 3.3.2. Equipamento elétrico encapsulado (Ex m): ........................................................ 32 3.3.3. Equipamento elétrico com imersão em óleo (Ex o): ......................................... 32 3.3.4. Equipamento elétrico pressurizado (Ex p): . ........................................................ 33 3.3.5. Equipamento elétrico com segurança aumentada (Ex e): ............................... 33 3.3.6. Equipamento elétrico a prova de explosão (Ex d): ........................................... 34 3.3.7. Equipamento elétrico intrinsecamente seguro (Ex i): ....................................... 34 3.3.8. Equipamento elétrico não acendível (Ex n): . ...................................................... 35 3.4. COMBINAÇÃO DE PROTEÇÕES ..................................................................... 35 3.5. CLASSE DE TEMPERATURA ........................................................................... 36 3.6. GRAU DE PROTEÇÃO ...................................................................................... 37

CAPÍTULO 4 – CERTIFICAÇÃO .............................................................................. 40 4.1. CERTIFICAÇÃO DE CONFORMIDADE ............................................................ 40 4.2. MARCAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS EX ......................... ................................. 41

CAPÍTULO 5 – CRITÉRIOS DE INSTALAÇÃO DE EQUIPAMENTOS EX ............. 48 5.1. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PERMITIDAS EM ÁREAS CLASSIFICADAS ...... 48 5.2 SISTEMA COM ELETRODUTOS (FILOSOFIA AMERICANA) ........................... 49 5.3. SISTEMA COM CABOS ..................................................................................... 52 5.4. ATERRAMENTO EM ÁREAS CLASSIFICADAS ............................................... 54 5.4.1. Funções do Aterramento: ...................................................................................... 55 5.4.2. Partes Metálicas Expostas Não-condutoras ...................................................... 55

5.5. ERROS MAIS COMUNS EM EQUIPAMENTOS E INSTALAÇÕES “EX” .......... 57

CAPÍTULO 6 – INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS EM ATMOSFERAS EXPLOSIVAS ........................................................................... 60 6.1. QUALIFICAÇÃO DA MÃO-DE-OBRA ................................................................ 60 6.2. MODIFICAÇÕES EM EQUIPAMENTOS EX PELO CAMPO ............................. 61 6.3. INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS E INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EM ÁREAS CLASSIFICADAS ...................................................................................................... 61 6.3.1. Roteiros de Inspeção ............................................................................................. 62 6.3.2. Inspeção Visual de Equipamentos ....................................................................... 62 6.3.3. Inspeção da Estanqueidade de Anteparas de Áreas Classificadas ............... 63 6.3.4. Inspeção de Instalações Adicionais ou Provisórias .......................................... 63 6.3.5. Inspeção de Ventiladores / Exaustores e Dutos de Compartimentos Classificados e adjacentes. .............................................................................................. 63 6.3.6. Inspeção de Equipamentos Pressurizados ........................................................64 6.3.7. Inspeção de Salas de Baterias ............................................................................. 64 6.4. REMOÇÃO TEMPORÁRIA DE UM EQUIPAMENTO “EX” ................................ 65 6.5- REMOÇÃO DEFINITIVA DE UM EQUIPAMENTO “EX” .................................... 65 6.6. MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS E INSTALAÇÕES EM ÁREAS CLASSIFICADAS ...................................................................................................... 66 6.6.1. Teste de Isolamento ............................................................................................... 66 6.6.2. Observações Gerais sobre a Manutenção de Equipamentos “Ex” ................ 66 6.6.3. Considerações sobre a Manutenção de Equipamentos à Prova de Explosão .............................................................................................................................................. 67

6.6.4. Considerações sobre reparo, revisão e recuperação de Equipamentos Ex . 69

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 70

Instalações Elétrica em Atmosferas Explosivas

INTRODUÇÃO - O QUE É UMA ATMOSFERA EXPLOSIVA? Uma atmosfera é explosiva quando a proporção de gás, vapor, ou pó no ar é tal que uma centelha proveniente de um circuito elétrico ou do aquecimento de um aparelho provoca a explosão. Quais são as condições para que se produza uma explosão? Para que se inicie uma explosão, três elementos são necessários:

AR + COMBUST VEL + FONTE DE IGNIÇÃO

Uma vez que o oxigênio já está presente no ar, falta reunir apenas dois elementos para que se produza uma explosão. É preciso saber que uma centelha ou uma chama não é indispensável para que se produza uma explosão. Um aparelho pode, por elevação de temperatura em sua superfície, atingir a temperatura de inflamação do gás e provocar a explosão. Os equipamentos elétricos, por sua própria natureza, podem se constituir em fontes de ignição quando operando em uma atmosfera potencialmente explosiva. Essa fonte de ignição pode ser ocasionada quer seja pelo centelhamento normal devido à abertura e fechamento de seus contatos, ou ainda por apresentarem temperatura elevada, esta podendo ser intencional (para atender a uma função própria do equipamento) ou provocada por correntes de defeito. Sabe-se que a energia necessária para causar a inflamação de uma atmosfera explosiva é em geral, muito pequena. Sabe-se também que a quantidade de energia elétrica usual na indústria para fins de acionamento de máquinas, iluminação, controle, automação, etc. é muitas vezes superior ao mínimo necessário para provocar incêndios ou explosões. Por isso, a solução é prover meios para que a instalação elétrica (indispensável numa indústria) possa cumprir com o seu papel sem se constituir num risco elevado para a segurança. Foi necessário, então, o desenvolvimento de técnicas de proteção de modo que a fabricação dos equipamentos elétricos, sua montagem e manutenção fossem feitos segundo critérios bem definidos (normas técnicas) que garantissem um nível de segurança aceitável para as instalações. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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Além disso, foram também estabelecidas regras que permitem ao usuário elaborar um desenho, chamado de “Classificação de Área”, que representa uma avaliação do grau de risco de presença de mistura inflamável da sua unidade industrial, contendo informações a respeito de: 1.

Tipo de substância inflamável que pode estar presente no local:

2.

Com que probabilidade essa substância pode estar presente no meio

externo; e 3.

Em que extensão essa probabilidade é esperada, ou seja, quais os

limites da área com risco de presença de mistura explosiva. Vemos assim que uma instalação elétrica em indústrias que processam, manuseiam e/ou armazenam produtos inflamáveis somente será considerada com um nível de segurança adequada se forem atendidos os requisitos que estão expressos em um conjunto de normas técnicas específicas, e que serão objeto de discussão durante este trabalho. As medidas construtivas que são aplicadas aos equipamentos elétricos para que os mesmos possam operar numa atmosfera potencialmente explosiva, em sua maioria, são baseadas na quebra do ciclo da explosão, ou seja: sabemos que para haver um incêndio ou explosão, é necessário que ocorram três situações simultaneamente:

AR + COMBUSTÍVEL + FONTE DE IG NIÇÃO Trabalhando-se nessas variáveis, consegue-se construir equipamentos com características tais que, durante a sua operação, eles não se tornam fontes de ignição. Daí nasceram então os conceitos de equipamentos “à prova de explosão”, “imerso em óleo”, “segurança intrínseca”, etc. que ora confinam uma eventual explosão internamente ao equipamento, não permitindo que esta se propague para o meio externo, ora evitando que o produto inflamável entre em contato com as partes que podem causar inflamação, ora limitando a energia circulante no circuito de modo que seja insuficiente para iniciar uma explosão. Todas essas técnicas de proteção serão bastante discutidas em capítulos seguintes. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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As instalações elétricas nos locais onde possam ocorrer a presença de misturas explosiva são especiais, e, como tal, requerem condições também especiais para a especificação dos equipamentos, para a montagem, operação e manutenção. A garantia de que os aparelhos elétricos atendem aos requisitos normativos e, portanto são adequados para aquela aplicação é obtida a partir de um sistema de certificação. Nesse sistema, após o equipamento ter sido submetido a ensaios feitos por laboratórios credenciados para tal fim, é emitido um CERTIFICADO DE CONFORMIDADE. Este é um dos itens mais importantes que contribuem para a credibilidade quanto à sua adequabilidade para aquela aplicação específica. Dedicaremos em capítulo posterior uma discussão ampla a respeito do assunto certificação tendo em vista que essa CERTIFICAÇÃO é hoje objeto de legislação em nosso país. A montagem, operação e manutenção dessas instalações devem ser feitas apenas por pessoal qualificado, com conhecimentos comprovados sobre esse mister. Lembre-se de que se a indústria trabalha com produtos inflamáveis:

Importante: O equipamento elétrico responde diretamente pela segurança! Quanto ao local da instalação, é necessário efetuar-se uma análise de diversos fatores que possibilitarão a avaliação do GRAU DE RISCO desse local e da delimitação das áreas sujeitas a esse risco. Essa avaliação é feita levando-se em conta principalmente: a.

Tipo de substância inflamável (gás, vapor, poeira, fibra);

b.

Características dessas substâncias, tais como: ponto de fulgor, ponto

de ignição, limites de inflamabilidade, índice de explosividade (no caso de poeiras), energia mínima de ignição, etc.; c.

Condições ambientais (ventilação, altitude, temperatura ambiente,

presença ou não de agentes corrosivos na atmosfera, etc.); d.

Tipo de características dos equipamentos de processo onde essas

substâncias se encontram presentes (bombas, compressores, tranques, vasos, etc.), bem como condições operacionais desses equipamentos. Avaliar o GRAU DE RISCO significa: Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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a.

Identificar o tipo de substância inflamável que pode estar presente;

b.

Identificar as fontes de risco, isto é, as partes dos equipamentos de

processo onde exista a probabilidade de liberação de material inflamável para o meio externo. Essas partes são: flanges, válvulas, selos de bombas e de compressores, acessórios de tubulação, etc.; c.

Delimitar o volume de influência que essas fontes de risco apresentam

para o local. Esse volume, comumente chamado de área, na verdade indica um espaço tridimensional, dentro do qual existe a probabilidade de se encontrar mistura explosiva. O produto desta abordagem é um desenho chamado de CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS, que deve ser utilizado como básico para o desenvolvimento de toda a instalação elétrica da indústria.

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CAPÍTULO 1 PROPRIEDADES BÁSICAS DAS SUBSTÂNCIAS INFLAMÁVEIS Introdução Para se elaborar uma CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS é necessário que se conheça como se comportam as substâncias inflamáveis, principalmente quando liberadas para a atmosfera. Isto requer o conhecimento de certas propriedades fundamentais dessas substâncias. Portanto, esse conhecimento é uma ferramenta muito importante no processo de avaliação do grau de risco.

1.1. Propriedades Básicas das Substâncias Inflamáveis 1.1.1. Vaporização Uma atmosfera explosiva ocorre somente quando uma substância inflamável está presente no estado gasoso e se mistura com o ar em proporções adequadas. Se a substância inflamável ocorre não como um gás, mas como um líquido, ela deve mudar o seu estado de agregação para a forma gasosa antes que ela possa formar uma mistura explosiva. Os líquidos mudam seu estado de agregação pelo processo físico de VAPORIZAÇÃO ou EVAPORAÇÃO. Como cada molécula de um líquido exerce uma força de atração sobre as moléculas vizinhas, decorre então que aquelas que estão internas ao líquido estão em estado de equilíbrio, devido à igualdade entre as forças de atração. Por outro lado, aquelas que estão situadas na superfície do líquido são atraídas somente pelas que estão do de cada uma, ocasionando desta forma um desequilíbrio de forças de tal modo que aparece então uma tensão superficial. Por este motivo, elas podem, em função desse desequilíbrio de forças, ganhar o espaço acima do líquido. O líquido VAPORIZA ou EVAPORA. A palavra evaporação tem para alguns o significado de vaporização lenta de um líquido numa determinada temperatura- Neste nosso trabalho, ambas as palavras terão o mesmo significado. Os esforços das moléculas do líquido para ganhar o espaço acima de sua superfície são denominados. PRESSÃO DE VAPOR. Ela é urna constante física. Como a vibração natural das moléculas varia com a temperatura, o fenômeno Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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da vaporização varia fortemente com a temperatura. O grau de evaporação é caracterizado pelo COEFICIENTE DE EVAPORAÇÃO. O coeficiente de evaporação de uma substância é uma características que pode ser utilizada como fator de segurança. Como a vaporização varia com a pressão de vapor e o calor latente de vaporização. O coeficiente de evaporação é uma expressão que engloba todos os efeitos principais de significância para a velocidade de evaporação de um líquido sob condições normais, sendo definido como a relação entre o período de sua evaporação e o período de evaporação do éter. Logo, o coeficiente de evaporação indica o tempo necessário que um líquido leva para evaporar complemente sem deixar resíduo, expresso em relação ao tempo de evaporação do éter. Para dar uma idéia da ordem de grandeza da velocidade de evaporação, podemos tomar como exemplo que a acetona (coeficiente de evaporação 2,1) distribuída numa superfície de um metro quadrado a uma temperatura de 25 graus centígrados desenvolve em um minuto uma quantidade tal (77 gramas) de vapor de acetona capaz de formar uma 01 atmosfera explosiva de dois metros cúbicos de volume. A Tabela 1.1 mostra coeficiente de evaporação de algumas substâncias. Tabela 1.1 - Coeficiente de Evaporação, Densidade Relativa e Ponto de Fulgor de Algumas Substâncias Inflamáveis. Substâncias

Coeficiente de

Densidade relativa

Ponto de fulgor

evaporação (éter = 1)

(ar = 1)

(ºC)

Metano CH4

-

0,55

-

Benzeno C6H6

3

2,7

-11

Éter Etílico

1

2,55

-40

8,3

159

12

1,8

2,64

<-30

Hidrogênio H2

-

0,07

-

Acetileno C2H2

-

0,91

-

Óleo Diesel

-120

-7

>55

(C2H5)2O Álcool Etílico C2H5OH Dissulfeto de Carbono CS2


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1.1.2. Convecção, Difusão e Densidade Relativa Quando os líquidos estão situados em ambiente aberto para a atmosfera eles evaporam completamente numa taxa que será rápida ou lenta, em função da capacidade de difusão do vapor e do movimento do ar, não havendo equilíbrio entre a pressão de vapor do líquido em evaporação e o volume do ar acima do líquido. A DIFUSÃO, isto é, a propriedade que possuem os gases e vapores de se misturar devido ao movimento intrínseco de suas moléculas e a CONVECÇÃO, isto é, o movimento do ar que, resultante da existência de pelo menos uma pressão diferencial ou uma diferença de temperatura, toma os gases e vapores capazes de se misturar. Nesse particular, um fator importante para tal é a densidade desses gases ou vapores. Se tomarmos a densidade do ar como igual a 1, vemos que existem poucos gases e vapores com densidade relativa menor do que um. Incluídos nesta classe podemos citar: hidrogênio, gás de rua, metano, amônia, acetileno e eteno. Os outros gases e vapores inflamáveis são mais pesados do que o ar, e, em locais fechados, em que não haja uma forte convecção, eles podem ocupar as partes inferiores, formando nuvens de gás e caminhar grandes distâncias sempre próximos ao solo. Neste caso eles estarão subordinados ao processo de difusão. Se, entretanto, o gás é de alta velocidade de difusão tal como o hidrogênio, que pelo fato de ser mais leve que o ar não se acumula nas regiões baixas, é possível uma rápida mistura com o ar no ambiente e, neste caso, a formação de mistura explosiva tomase particularmente minimizada.

1.1.3. Estado Normal de Agregação Sabe-se que um gás pode ser transformado em líquido pela aplicação de acréscimo de pressão e um decréscimo de temperatura. O estado de agregação em que o material se encontra varia com sua pressão e sua temperatura. O estado no qual uma substância existe sob condições normais, ou seja, 0ºC e 1,013bar de pressão é chamado ESTADO NORMAL DE AGREGAÇÃO. Assim, se uma substância se encontra no estado gasoso em condições normais de temperatura e pressão ela é chamada de GÁS. Se a substância é líquida ou sólida sob condições normais de temperatura e pressão, o estado gasoso criado por aquecimento ou redução de pressão é geralmente chamado de VAPOR. Na prática, a diferença física Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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entre gases e vapores é que os vapores se desviam consideravelmente dos gases ideais. Acima das temperaturas e pressões críticas as substâncias gasosas são consideradas como gases, a abaixo das condições críticas, quando as substâncias não são nem sólidas nem líquidas, são consideradas como vapor. Do ponto de vista prático, todos os materiais que estão no estado gasoso em condições ambientais de temperatura e pressão são considerados como gases. Se devido à aplicação externa de calor, a temperatura de um líquido é elevada e a pressão de vapor do líquido é acrescida até a pressão externa, o líquido desenvolve bolhas de vapor no seu interior. Esse processo é chamado de EBULIÇÃO, e a temperatura na qual a ebulição de inicia é chamada de PONTO DE EBULIÇÃO. O desenvolvimento de vapor em líquidos em ebulição é muito mais violento do que os líquidos em evaporação.

1.1.4. Ponto de Fulgor (Flash Point) e Ponto de Combustão O fato de haver uma mistura de vapor e ar acima da superfície do líquido por si só não significa que esta mistura seja inflamável. Quando a evaporação é devida a difusão e a convecção é fraca, o enriquecimento do ar com vapor acima da superfície do líquido pode ser tão desprezível que não resulte numa mistura inflamável. Quando a temperatura ambiente é suficientemente alta, o líquido desenvolve uma grande quantidade de vapor por evaporação, que é capaz de formar uma mistura inflamável acima da superfície do líquido. A temperatura na qual isto ocorre é chamada de PONTO DE FULGOR. Assim, o ponto d fulgor é definido como:

“MENOR TEMPERATURA NA QUAL UM LÍQUIDO LIBERA VAPOR EM

QUANTIDADE S UFICIE NTE P AR A FOR MAR UMA MI STURA INFLAMÁVEL”. Nessa temperatura, a quantidade de vapor não é suficiente para assegurar uma combustão contínua. Após ter atingido o ponto de fulgor, a pequena quantidade de vapor formada pode ser inflamada na forma de uma chama rápida (“flash”). Essa chama se extingue, uma vez que a temperatura na superfície do líquido ainda não é bastante elevada para que seja capaz de produzir vapor em quantidade suficiente para manter a combustão. Então, a menor temperatura na qual a mistura do vapor Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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com o ar é inflamada por uma fonte externa de ignição continua a queimar constantemente

acima

da

superfície

do

líquido

chama-se

PONTO

DE

COMBUSTÃO. As definições de líquido inflamável e líquido combustível, baseadas nos valores de ponto de fulgor e pressão de vapor são definidas pela NBR-7505 – Armazenamento de Líquidos Inflamáveis e Combustíveis, que adotou as mesmas definições da norma americana NFPA 30 – Flammable and Combustible Liquids Code.

1.2. Alteração do ponto de fulgor O ponto de fulgor de substâncias inflamáveis pode ser alterado pela adição de outros materiais. Se a adição é feita com líquidos não inflamáveis, geralmente há uma elevação no ponto de fulgor. Particularmente com materiais inflamáveis solúveis em água é possível elevar o ponto de fulgor pela adição de água. Uma elevação de até 5 K (Kelvin) acima da temperatura ambiente é um processo usualmente aceito domo suficiente para evitar o aparecimento de uma atmosfera inflamável.

1.3. Limites de inflamabilidade Durante o processo de evaporação de um líquido inflamável com a formação de uma mistura acima da superfície livre do líquido acontecem fases diferentes de concentração, de tal modo que com baixa concentração a mistura ainda não é inflamável. Ela é dita MISTURA POBRE. Somente à temperatura correspondente à do ponto de fulgor (ponto de combustão) a mistura se torna inflamável. Nesta concentração a mistura é inflamável sob certas condições. A mínima concentração na qual a mistura se torna inflamável é chamada LIMITE INFERIOR DE INFLAMABILIDADE e a temperatura a ela associada é chamada PONTO INFERIOR DE INFLAMABILIDADE. Se a concentração continua se elevando pelo acréscimo de temperatura, é atingido um grau de concentração em que a mistura possui uma alta porcentagem de gases e vapores de modo que a quantidade de oxigênio é tão baixa que uma eventual ignição não consegue se propagar pelo meio. Esta concentração é chamada LIMITE SUPERIOR DE INFLAMABILIDADE e a temperatura a ela associada é chamada PONTO SUPERIOR DE INFLAMABILIDADE que geralmente Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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é expressa a 20°C e a pressão de 1bar. As substâncias que possuem faixas de inflamabilidade amplas apresentam maior risco, quando comparadas com outras que possuem faixas de inflamabilidade menores, pois no caso de liberação para a atmosfera, o tempo de permanência com mistura inflamável será tanto maior quanto maior for a faixa de inflamabilidade da substância, considerando-se as mesmas condições de liberação em ambos os casos. Na tabela 1.2, vemos alguns exemplos de limites de inflamabilidade de algumas substâncias mais comuns. Tabela 1.2 - Exemplos de Limites de Inflamabilidade de algumas substâncias mais comuns

Limites de Inflamabilidade Substância

Inferior

Superior

Inferior

Superior

(% vol.)

(% vol.)

(g/m³)

(g/m³)

Metano CH4

5,0

15

33

100

Benzeno C6H6

1,2

8

39

270

Éter Etílico (C2H5)2O

1,7

36

50

1.100

Álcool Etílico C2H5OH

3,5

15

67

290

Dissulfeto de Carbono

1,0

60

30

1.900

Hidrogênio H2

4,0

75,6

3,3

64

Acetileno C2H2

1,5

82

16

880

CS2

1.4. Velocidade de combustão A combustão acontece com velocidades diferentes. No caso de uma combustão em regime estável, como num bico de Bunsen, a velocidade de combustão é baixa, resultando numa leve elevação de pressão. A velocidade de combustão cresce proporcionalmente na razão entre a quantidade de substância inflamável e a quantidade de oxigênio no instante da ignição. Dependendo da velocidade de combustão, podemos distinguir:


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1.4.1. Deflagração A velocidade de combustão no caso de uma deflagração atinge a ordem de cm/s. Resulta num ligeiro acréscimo de pressão e um ligeiro efeito de ruído. Misturas que estejam a uma temperatura próxima de seu ponto de inflamabilidade inferior ou superior usualmente queimam na forma de deflagração.

1.4.2. Explosão A velocidade de combustão no caso de uma explosão atinge a ordem de m/s. O processo de combustão ocorre de maneira instável, e há um considerável aumento de pressão (3 a 10 bar). O ruído resultante é forte, devido à expansão dos gases provocada pela alta temperatura.

1.4.3. Detonação A velocidade de combustão no caso de uma detonação é da ordem de km/s. A mistura explosiva se decompõe quase instantaneamente, e o acréscimo de pressão pode ser superior a 20 bar. O ruído proveniente de uma detonação é extremamente forte.

1.5. Proteção primária contra a explosão O princípio primário para se evitar que uma explosão aconteça é evitando a formação de uma atmosfera explosiva. Pode-se também tentar evitar que ocorra uma ignição, tomando-se certas precauções. De qualquer modo, um princípio universalmente aceito é aquele que diz:

“Evitar o perigo é muito melhor do que se proteger dele”. Por isso é que as medidas que evitam ou limitam a existência de uma atmosfera explosiva são prioritária. Elas são normalmente conhecidas como “proteção primária contra explosão”. Segue abaixo algumas delas: 

O não uso de líquidos inflamáveis



Aumentando o ponto de fulgor variando a concentração da mistura



Limitando a concentração (limite inferior de inflamabilidade) Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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

Processos de inertização mistura de substâncias inertes não explosivas

(nitrogênio, dióxido de carbono, vapor de água, etc)

1.6. Ventilação A ventilação é um dos meios capazes de minimizar ou evitar a formação de uma atmosfera inflamável. É essencial que esse tipo de proteção assegure que em qualquer ponto do ambiente considerado, bem como em - qualquer tempo não haverá a formação de mistura inflamável. Observe-se que é de fundamental importância uma boa avaliação das condições locais de instalação, e da quantidade máxima de gás ou vapor inflamável que pode ser liberado. A ventilação é uma das variáveis muitas vezes até difícil de avaliar. Quando a instalação é a céu aberto, ou seja, não há obstáculos que caracterizam um ambiente confinado, dizemos que a ventilação é do tipo adequada ou natural. Porém quando há barreiras à ventilação natural. tais como prédios, paredes ou outro tipo, dizemos que a ventilação é inadequada ou limitada.

1.6.1. Ventilação natural Em prédios situados acima do solo sem nenhuma abertura especial para a entrada de e saída de ar, no mínimo há uma troca de ar por hora, isto é, o ar nesses ambientes é trocado uma vez a cada hora influenciado apenas pelas correntes de convecção. Para ambientes tipo porão (abaixo do solo), apenas 0,4 trocas de ar por hora é esperada nesses locais, uma vez que uma menor convecção. Se forem instaladas aberturas para a entradas e saída do ar, esses

valores podem ser

aumentados para cerca de o dobro. Em ambiente aberto, a velocidade do ar usualmente é maior do que 2m/s e raramente baixo de 0.5 m/s. Se ocorrer menos de uma troca de ar por hora, o ambiente é considerado como não ventilado. Esse problema é mais facilmente avaliados quando a quantidade de produto inflamável que flui por unidade de tempo é conhecida e os gases liberados se misturam plenamente com a corrente de ar que entra. Particularmente com gases e vapores mais pesados que o ar é recomendável obter a opinião de um especialista em ventilação para julgar se um determinado ambiente possui ou não ventilação natural.


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1.6.2. Ventilação Artificial Em comparação com a ventilação natural, a ventilação artificial torna possível empregar grandes quantidades de ar e, com maior objetividade promove uma circulação de ar. Entretanto é importante assegurar que os dispositivos responsáveis pela ventilação artificial, tais como: ventiladores, dutos, difusores e aberturas não se tornem inoperantes. Sua eficiência deve ser verificada por pessoal qualificado. A perda da ventilação deve ser evitada a qualquer custo, principalmente enquanto perdurar o risco de formação de uma atmosfera inflamável.

Exercício de Fixação da Aprendizagem 1. O que é uma atmosfera explosiva? 2. Quais são as condições necessárias e suficientes para que ocorra uma explosão? 3. Quais fatores devem ser considerados em uma avaliação do Grau de Risco, quando se faz necessária a instalação de um equipamento elétrico em local com possibilidade de formação de atmosfera explosiva? 4. Qual é a definição de: a)

Ponto de Fulgor (Flash Point)

b)

Limites de inflamabilidade

5. O que é temperatura de ignição? 6. Em relação a velocidade de combustão, faça a distinção entre: a)

Deflagração

b)

Detonação

c)

Explosão

7. Na sua visão, entre os dois tipos de ventilação, qual inspira maior eficiência e confiabilidade? Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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CAPÍTULO 2 – CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS Introdução Classificar uma área significa elaborar um mapa que define, entre outras coisas, o volume de risco dentro do qual pode ocorrer mistura inflamável. A primeira idéia que se apresenta é que para se executar um desenho de classificação de áreas, o pré-requisito é que quem elabora este tipo de desenho tenha conhecimento a respeito do comportamento das substâncias inflamáveis, em relação às suas propriedades físicas e químicas, principalmente quando submetidas a um processo de combustão. Acontece que, tradicionalmente, o assunto “classificação de áreas e instalações elétricas em atmosferas explosivas” foi sempre da competência dos técnicos em eletricidade, por se tratar de quem na verdade introduz a fonte de ignição nos locais sujeitos à presença de mistura inflamável. Atualmente, vem observando-se uma tendência de se realizar os planos de classificação de áreas com o envolvimento de todas as disciplinas contidas no contexto do equipamento ou da unidade de processo, que quando em operação, poderá formar a atmosfera explosiva.

2.1. Um breve histórico O início da indústria de processo no Brasil, há mais de 40 anos, foi caracterizado basicamente pela importação de projetos, e em sua maioria de origem americana. É natural que o cedente do projeto forneça também a tecnologia a ele aplicável e com isso o adquirente assuma essa tecnologia, e a menos que ocorra algo muito significativo, ele tende a não modificá-lo, continuando sua prática sem um maior questionamento. No que se refere às instalações elétricas em atmosferas potencialmente explosivas, o mais comum era a orientação da normalização técnica americana, destacando-se os documentos: NEC – National Electrical Code e as publicações do API – American Petroleum Institute. Praticamente este fato perdurou até recentemente na maioria das indústrias de petróleo e petroquímicas. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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No início da década de 80, foi implantada na ABNT- Associação Brasileira

de Normas Técnicas uma comissão técnica chamada CT-31 encarregada de elaborar as normas brasileiras sobre “equipamentos e instalações elétricas em atmosferas explosivas”. Talvez nada de diferente tivesse acontecido se não fosse o fato de que essa Comissão recebeu o encargo de elaborar as normas brasileiras baseadas em normas internacionais, da IEC – International Electrotechnical

Commission, que é órgão internacional de normalização para o setor elétrico. Podemos dizer que hoje há uma tendência mundial de utilização das normas internacionais, haja vista que o principal documento americano sobre instalações elétricas, o NEC®, em sua revisão de 1996 introduziu um novo artigo, de número 505, que admite que a instalação elétrica em atmosferas explosivas nos EUA seja feita utilizando os conceitos previstos pela normalização internacional IEC. Mais recentemente, na revisão de 1999, o artigo 505 foi mais detalhado. Podemos dizer que hoje existem duas filosofias principais de instalação, com tendência a se fundir em apenas uma linha, ou seja, a que é prevista pela normalização internacional. Aqui no Brasil, já estamos alinhados com a normalização internacional nessa área desde a década de 80. Para reforçar essa posição, deve-se ressaltar que o acordo firmado entre os países membros do MERCOSUL, estabelece que as normas técnicas válidas para o MERCOSUL, devem ser desenvolvidas tendo como base as normas internacionais. Neste aspecto o Brasil é líder no assunto instalações elétricas em atmosferas explosivas, secretariando inclusive o Comitê MERCOSUL, para a área elétrica.

2.2. Definições Para o entendimento do conceito de classificação de áreas é importante antes, ter definido alguns pontos inerentes à presença de uma atmosfera explosiva, tais como:

Á rea “

C las s ificada (devido a atmosferas explos ivas de g ás) : Área na qual

uma atmosfera explosiva de gás está presente ou na qual é provável sua ocorrência a ponto de exigir precauções especiais para a construção, instalação e utilização de equipamento elétrico”.


20


A tmosfera “

E xplos iva de g ás: Mistura com ar, sob condições atmosféricas,

de substâncias inflamáveis na forma de gás, vapor ou névoa, na qual, após a ignição, a combustão se propaga através da mistura não consumida”. Assim, Áreas Classificadas são todos aqueles espaços ou regiões tridimensionais onde pode ocorrer presença de gases e líquidos inflamáveis, que podem formar uma atmosfera inflamável (explosiva). Tais atmosferas explosivas 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 inflamáveis são armazenados, processados ou manuseados.

“Fonte de Risco” : Para o propósito de classificação de área uma fonte de risco é definida como um ponto ou local no qual uma substância pode ser liberada para formar uma atmosfera inflamável/explosiva. A fonte de risco é classificada conforme se segue:

“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;

“Fonte de Risco de Grau Secundário ”: A liberação da substância ocorre em condições anormais de operação ou causada por rompimento, falha no equipamento de processo, que sejam anormais, porém previstas, ou não freqüentes por curtos períodos. Na maioria dos casos, em áreas abertas, adequadamente ventiladas: 

Fonte de Risco de Grau Contínuo resulta em Zona 0;



Fonte de Risco de Grau Primário resulta em Zona 1;



Fonte de Risco de Grau Secundário resulta em Zona 2.


21


Figura 2.1 - Representação, em corte, de áreas classificadas geradas por um tanque de armazenamento de líquido inflamável, com respiro (vent ).

2.3. Critérios básicos para classificação de áreas Para a classificação de uma determinada área são analisados os seguintes parâmetros: 

Quantidade e freqüência com que se apresenta a atmosfera explosiva;



O tipo de material e suas características como MIE (menor energia de

ignição), MIC (Mínima corrente de ignição) e MESG (Máximo gap, ou interstício, experimental seguro) entre outros; 

A temperatura de ignição espontânea da mistura.

As análises de todos esses parâmetros são necessárias para que se defina a quantidade de energia máxima que se possa manipular sem que ocorra a ignição da atmosfera explosiva.

2.4. Classificação segundo a norma internacional (IEC), adotada pela brasileira (ABNT) Esta norma prevê o agrupamento das atmosferas explosivas em zonas e grupos e também através da temperatura de ignição espontânea da mistura.

2.4.1. Zonas A classificação segundo as zonas baseia-se na freqüência e duração com que ocorre a atmosfera explosiva. 

Zona 0 – ocorre atmosfera explosiva sempre ou por longos períodos.

(mais perigosa). Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

22




Zona 1 – provável que ocorra atmosferas explosivas em condições

normais de operação (ocasionalmente). 

Zona 2 – área onde é improvável o aparecimento da atmosfera

explosiva em condições normais de operação ou, quando ocorre, é por curtos períodos (raramente). 

Zona 20 – ocorre atmosfera explosiva sempre ou por longos períodos,

formada por poeiras combustíveis. (mais perigosa das atmosferas de poeira) 

Zona 21 – ocorre atmosfera explosiva freqüentemente, formada por

poeiras combustíveis. 

Zona 22 – ocorre atmosfera explosiva raramente em condições de

anormalidade, formada por poeiras combustíveis. Classificação especial para centros cirúrgicos: 

Zona G (Enclosed Medical Gas System) – ocorre em centros

cirúrgicos com gases analgésicos durante longos períodos. 

Zona M (Medical Environment) – ocorre em centros cirúrgicos em

pequenos volumes com substâncias analgésicas ou anti-sépticas em curto espaço de tempo.

2.4.2. Grupos A classificação segundo os grupos baseia-se no grau de periculosidade dos materiais. 

Grupo I - ocorre em minas subterrâneas, onde há a existência de grisu

(mistura de ar com metano). Estão nesta categoria as indústrias que processam o carvão com atmosfera de grisu ainda que instaladas na superfície; 

Grupo II - ocorre em indústrias de superfície (químicas ou

petroquímicas) e subdivide-se em:

Grupo II A – (menos explosivos) ocorre em atmosfera explosiva onde prevalecem os gases da família do propano.

Grupo II B – ocorre em atmosfera explosiva onde prevalecem os gases da família do etileno.

Grupo II C – ocorre em atmosfera explosiva onde prevalecem os gases da família do hidrogênio, incluindo-se o acetileno (mais perigosa).

2.4.3. Temperatura Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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A temperatura de ignição espontânea da mistura classifica-se em:

T1 – 450ºC T2 – 300ºC T3 – 200ºC T4 – 135ºC T5 – 100ºC T6 – 85ºC (mais perigosa) 2.5. Classificação segundo a norma americana (NEC) Esta norma prevê o agrupamento das atmosferas explosivas em classes, divisões, grupos e temperaturas.

2.5.1. Classes A classificação segundo as classes baseia-se na natureza dos materiais. 

Classe I – mistura de gases ou vapores com o ar.



Classe II – mistura de poeira combustível com o ar.



Classe III – mistura de fibras em suspensão no ar (fácil ignição).

2.5.2. Divisões A classificação segundo as divisões baseia-se na freqüência e duração que ocorre a atmosfera explosiva. 

Divisão 1 – provável que ocorra a atmosfera explosiva em condições

normais de operação ou em reparos freqüentes. (mais perigosa) 

Divisão 2 – área onde não é provável o aparecimento da atmosfera

explosiva em condições normais de operação ou, se ocorrer, é por curtos períodos. Por exemplo, em caso de ruptura de equipamento, falha no sistema de ventilação e áreas adjacentes à divisão 1.

Nota:


24


A partir de 1996, o API RP 505, também passou a utilizar a designação de Zonas 0, 1 e 2, como alternativa para o antigo sistema de Divisões 1 e 2, utilizado até então pelo API RP 500 (elaborado na década de 50)

2.5.3. Grupos A classificação segundo os grupos baseia-se no grau de periculosidade dos materiais. 

Grupo A – ocorre em atmosferas explosivas onde prevalecem os

gases da família do acetileno. (mais perigosa) 

Grupo B – ocorre em atmosferas explosivas onde prevalecem os

gases da família do hidrogênio. (mais perigosa) 

Grupo C – ocorre em atmosferas explosivas onde prevalecem os

gases da família do etileno (vapores de éter-etílico, ciclo propano). 

Grupo D – ocorre em atmosferas explosivas onde prevalecem os

gases da família do propano (gasolina, hexano, nafta-benzina-butano, álcool, acetona, solventes e vernizes). 

Grupo E – poeiras de metais combustíveis (poeiras de alumínio,

magnésio, etc com.resistividade menor que 10 5cm) 

Grupo F – poeiras de carvão (poeiras condutoras de carvão mineral ou

vegetal, coque, negro de fumo, etc). 

Grupo G – poeiras de grãos depositadas e não condutoras ( farinha,

amido e outras ou algodão, estopa, rayon, pó de serragem, pó de cortiça, etc., com resistividade maior que 10 5cm)

2.5.4. Temperatura É a classificação segundo a temperatura de ignição espontânea da mistura em graus centígrados:

T1 – 450ºC; T2 – 300ºC; T2A – 280ºC; T2B – 260ºC; T2C – 250ºC; T2D – 215ºC; T3 – 200ºC; T3A – 180ºC; T3B – 165ºC; T3C – 160ºC; Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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T4 – 135ºC; T4A – 120ºC; T5 – 85ºC (mais perigosa) 2.6. Equivalência entre as normas Vários são os critérios empregados na elaboração das normas, porém tais critérios visam o mesmo fim e, portanto, produzem resultados equivalentes. As tabelas abaixo mostram a equivalência entre as normas Internacional e Americana no que diz respeito à divisão de áreas (periodicidade) e grupo dos gases, respectivamente: NORMA AMERICANA x NORMA INTERNACIONAL (quanto à



periodicidade)

NEC Divisão 1

Divisão 2

IEC/NBR

Condições

Zona 0

Longos períodos

Zona 1 Zona 2

Pode ocorrer, breves períodos, condições normais Só ocorre, breves períodos, condições anormais Tabela 2.1.



NORMA AMERICANA x NORMA INTERNACIONAL

(continuação,

quanto ao grupo gasoso)

NEC Grupo D Grupo C Grupo B Grupo A

IEC/NBR

Substância

Grupo I

Metano (grisu)

Grupo IIA

Propano

Grupo IIB

Eteno

Grupo IIC

Hidrogênio Acetileno

Tabela 2.2.


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Exercício de Fixação da Aprendizagem 1. O que você entende por área classificada?

2. No contexto da classificação de área, como se define uma fonte de risco?

3. Enumere a segunda coluna de acordo com a primeira:

(1) A liberação da substância ocorre (

) temperatura de ignição

continuamente por longos períodos ou espontânea da mistura. freqüentemente por curtos períodos.

(2) A liberação da substância ocorre em (

)

NEC,

normalização

condições anormais de operação ou americana. causada

por

rompimento,

falha

no

equipamento de processo, que sejam anormais, porém previstas, ou não ( freqüentes por curtos períodos.

) Fonte de Risco de Grau

Secundário.

(3) A liberação da substância ocorre (


periodicamente ou ocasionalmente, em Contínuo. condições normais de operação, ou é causada por operações de reparo, (

)

IEC,

normalização

manutenção freqüente, rompimento, falha internacional. no equipamento de processo, condições que sejam anormais, porém previstas.

(4) Legislação que define o agrupamento (


das atmosferas explosivas em classes, Primário. divisões, grupos e temperaturas.


27


(5) Legislação que define o agrupamento das atmosferas explosivas em zonas, grupos e temperaturas.

(6) Um dos parâmetros básicos utilizados para a classificação de área.


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CAPÍTULO 3 – EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS – TIPOS DE PROTEÇÃO 3.1. Fontes de Ignição Em Áreas Classificadas devem ser tomadas precauções para prevenir a ignição de vapores inflamáveis permanentemente ou eventualmente presentes. Os equipamentos mecânicos e máquinas quando instalados em áreas classificadas, devem ser construídos e instalados de modo a prevenir o risco de ignição a partir do centelhamento, devido à formação de eletricidade estática ou fricção entre partes móveis e a partir de pontos quentes de partes expostas, como dutos de descargas de exaustão de máquinas de combustão interna, e outras emissões de fagulhas.

3.1.1. Fontes de ignição de origem não elétrica incluem, porém não limitadas somente a: 

Centelha ou fagulha geradas mecanicamente:

- esmeril; - lixadeira; - impacto de peças ferrosas; - impacto de hélice de ventilador; 

Chama exposta (maçarico, caldeira, forno, etc.) e gases de combustão;



Gases quentes inclusive partículas/fagulhas (descarga de motor de

combustão); 

Brasa de cigarro;



Superfície quente (temperatura superficial elevada - acima de 200 °C),

que pode provocar combustão espontânea de mistura inflamável, como por exemplo: - tubulação de descarga de motor de combustão interna (motor diesel, a gás); - caldeira; - fricção/atrito de mancal ou rolamento de motor, sem lubrificação; - fricção de brocas de furadeiras, abertura de roscas - ferro de solda; - estufas de aquecimento; Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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- forno de aquecimento, forno de tratamento; - etc. 

Descarga de eletricidade estática acumulada em:

- Correias; - Máquinas e pistolas de pintura; - Escovas; 

Reações exotérmicas (Ex.: bissulfeto de ferro em contato com o ar).

Especial atenção deve ser dada aos mancais de bombas de óleo e motores elétricos de acionamento dessas bombas e outros equipamentos que manuseiem produtos inflamáveis, cujos skids normalmente ficam dentro de braçolas de contenção, para coleta de drenagem, que ficam com r esíduos de petróleo. Tais motores devem ter proteção de sobrecarga, complementado se possível, com monitoração de temperatura dos mancais e dos enrolamentos. É recomendado um acompanhamento sistemático dos mancais e outras partes móveis, tanto do motor quanto do equipamento acionado, para evitar o sobreaquecimento dos mancais que, se levado ao rubro, pode resultar em incêndio; graves incêndios têm sido reportados na indústria do petróleo, por tais motivos. Motores do tipo segurança aumentada devem ter relé de proteção contra sobrecargas, rotor bloqueado, de modo a desligá-lo, antes que atinja temperatura superficial que possa causar ignição de atmosfera explosiva (abaixo do tempo tE especificado para a categoria T3, 200ºC).

3.1.2. Fontes de ignição de origem elétrica incluem, porém não limitados somente a : 

Equipamento elétrico do tipo comum, sem proteção para atmosfera

explosiva; 

Arco elétrico:

- solda; - contato elétrico; - ferramenta portátil, centelhas nas escovas do rotor;


30




Correntes circulantes, proteção catódica, pontos quentes ou arcos em

pontos com falha de contato elétrico; 

Centelhas devido a curto-circuito, falha de isolação, etc.;



Descarga atmosférica, raios;



Radio freqüência (RF) ondas eletromagnéticas; 10 4 a 3x1012 Hz.



Radiação ionizante;



Efeito Corona.

3.2. Equipamentos Elétricos Permitidos em Áreas Classificadas Uma vez mapeada a classificação de áreas da unidade, a mesma deve ser usada como base para a seleção adequada de equipamentos. Os equipamentos elétricos por sua própria natureza podem se constituir em fonte de ignição quer pelo centelhamento normal de seus contatos, ou pelo aquecimento provocado pela passagem da corrente ou mesmo por causa de alguma falha no circuito.

Portanto, equipamentos elétricos ou outros que possam se constituir em fontes de ignição, não devem ser instalados em Áreas Classificadas, a menos que seja estritamente essencial sua instalação neste local. Em Áreas Classificadas apenas poderão ser empregados equipamentos elétricos especialmente construídos para uso em atmosferas potencialmente explosivas, com Certificado de Conformidade que ateste a adequação do mesmo para a atmosfera do local. Também, os equipamentos devem ser instalados conforme requisitos das normas aplicáveis e mantidos adequadamente para assegurar a integridade da proteção “Ex”.

3.3. Tipos de proteções Os equipamentos elétricos a serem instalados em atmosferas explosivas requerem alguns passos a se tomar durante o projeto, fabricação e instalação desses equipamentos, de modo a evitar a ignição da atmosfera explosiva. Essas características especiais irão definir os tipos de proteção: Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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3.3.1. Equipamento elétrico com enchimento de pó (Ex q): Evita

o

contato

de

atmosferas

explosivas com as partes perigosas do aparelho, através do enchimento do seu invólucro

com

areia.

É

usado

em

Fig. 3.1.

equipamentos que dissipam baixa potência, não possuem partes móveis e onde não ocorrem centelhamentos em regime normal de operação. No caso de falha (centelhas ou outra elevação de temperatura), a energia térmica não se propagará para o exterior. Usada em leitos de condutores localizados no solo.

3.3.2. Equipamento elétrico encapsulado (Ex m): Tem a mesma finalidade, aplicação e características do tipo anterior (Ex q), porém apresenta maior eficiência devido ao material utilizado para o encapsulamento oferecer maior vedação que a areia ou similar. Fig. 3.2.

3.3.3. Equipamento elétrico com imersão em óleo (Ex o): Também com a finalidade de evitar o contato entre a atmosfera explosiva e as partes perigosas do aparelho, estas são total ou parcialmente imersas em óleo (tipicamente

Fig. 3.3.

óleo mineral). É usado em equipamentos onde ocorrem centelhamentos em regime normal e que possuem partes móveis ou dissipam alta potência. Esse tipo de proteção é usado em transformadores


32


3.3.4. Equipamento elétrico pressurizado (Ex p): Tem a mesma finalidade, aplicação e características do tipo anterior (Ex o), porém apresenta maior eficiência no que tange a partes

móveis.

Aqui

tipicamente

são

utilizados o ar, nitrogênio e outros gases

Fig. 3.4.

inertes. Tal

pressurização,

embora

pouco

acima da pressão atmosférica, exige um alto grau de estanqueidade do invólucro e por isso prefere-se na maior parte das vezes utilizar um sistema, chamado de “sem fluxo constante” no qual o ar é usado para pressurizar o equipamento que, no entanto tem

aberturas

que

permite

a

saída

permanente do ar. Em qualquer caso é de boa prática a utilização de um sistema de alarme que anuncie a queda da pressão interna do equipamento. Em salas de cirurgia, salas de controle, CCM-Centro de Comando de Motores e painéis elétricos a pressurização com fluxo constante é muito utilizada. Em casos em que o próprio equipamento ou sala produz a atmosfera explosiva, a pressurização com fluxo constante consegue promover uma diluição constante, mantendo a atmosfera com concentração abaixo do MIE da mistura.

3.3.5. Equipamento elétrico com segurança aumentada (Ex e): Tipo

de

equipamentos

proteção onde

utilizada não

em

ocorrem

centelhamentos freqüentes, mas há altas temperaturas no equipamento quando em condições de sobrecarga. Aqui a atmosfera

Fig. 3.5.

explosiva se encontra em contato com as partes perigosas do equipamento, mas o tipo de

construção

(blindagens

mecânicas,


33


reforços, fatores de segurança aumentados, etc) prevê distúrbios e falhas evitando assim o sobreaquecimento e possível ignição. Este tipo é muito utilizado como complemento do tipo (Ex d). Por exemplo: podemos citar luminárias, painéis e motores.

3.3.6. Equipamento elétrico a prova de explosão (Ex d): A atmosfera explosiva está em contato com o interior do equipamento, mas uma eventual ignição não se propaga ao exterior, pois o invólucro do aparelho não possui GAP

Fig. 3.6.

suficiente para transmitir a combustão e pode suportar

a

pressão

desenvolvida

pela

explosão. Como exemplo podemos citar a instalação

de

cabos

dentro

de

tubos

metálicos conectados a caixas a prova de explosão, exemplo este que é indispensável nas instalações de equipamentos como luminárias, motores e outros equipamentos de potência em áreas classificadas.

Nota: GAP é o interstício máximo que pode ocorrer sem que haja uma propagação da explosão para o meio externo, que é determinado em laboratório e é chamado de “Interstício Máximo Experimental Seguro”.

3.3.7. Equipamento elétrico intrinsecamente seguro (Ex i): A atmosfera explosiva se encontra em contato com o equipamento (ou parte dele), mas limita-se a energia do mesmo abaixo da mínima necessária à ignição, mesmo em caso

de

centelhamento,

Fig. 3.7.

temperaturas


34


excessivas, em regime normal ou em caso de falhas. É este o tipo de proteção mais utilizado e confiável.

3.3.8. Equipamento elétrico não acendível (Ex n): Tipo de proteção aplicada a equipamento elétrico tal qual, em operação normal e em certas condições anormais especificadas, não é capaz de provocar ignição em uma atmosfera explosiva circunvizinha.

Fig. 3.8.

3.4. Combinação de Proteções Os equipamentos elétricos Ex com tipo de proteção combinada como, por exemplo, segurança aumentada e a prova de explosão também são disponíveis. Neste caso, o equipamento que é centelhante em condições normais de operação é instalado num invólucro metálico à prova de explosão e a parte não centelhante, como os terminais de ligação são instalados num invólucro de segurança aumentada (material plástico, por exemplo), sendo que a ligação entre os dois compartimentos é feita na própria fábrica, através de buchas de passagem seladas. Para esta combinação a marcação é feita com a união das letras correspondentes à simbologia, como por exemplo, Ex de (= Ex d + Ex e). Neste tipo de proteção combinada encontramos, por exemplo, tomadas e plugues, botoe iras de comando de motores, unidades de controle e sinalização, pequenos interruptores e disjuntores, etc.

Fig. 3.8 - Tomada com chave à prova de explosão combinada com segurança aumentada. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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De acordo com o que foi visto até aqui, pode-se fazer um resumo do tipo de proteção utilizada em função da classificação da área: CLASSIFICAÇÃO DA ÁREA

RESUMO: TIPO DE PROTEÇÃO / CÓDIGO

ZONA 0

Segurança Intrínseca / Ex ia; Proteção especial para zona 0 / Ex

ZONA 1

Qualquer tipo p/ zona 0; Segurança Intrínseca/ Ex ib; À prova de

s. explosão/ Ex d; Segurança aumentada/ Ex e; Pressurizado/ Ex p; Imerso em óleo/

Ex o; Com enchimento de areia/ Ex q; Proteção especial p/ zona 1 / Ex s. ZONA 2

Qualquer tipo p/ zona 1; Não Incendiáveis/ Ex n.

Importante: Os códigos Ex s e Ex n são definições da norma brasileira para proteções especiais e proteções não-incendiáveis (não-acendíveis). 3.5. Classe de Temperatura A Classe de Temperatura indica a temperatura máxima de superfície que um equipamento elétrico pode atingir. A temperatura máxima de superfície é a mais alta temperatura que é atingida em serviço sob as mais adversas condições (porém dentro de tolerâncias normatizdas) por qualquer parte ou superfície de um equipamento que seja capaz de provocar a ignição de uma atmosfera inflamável ao redor do equipamento. Os equipamentos devem possuir uma marcação de temperatura para orientar sua aplicação em uma atmosfera específica de gás ou vapor. Esta marcação, ilustrada na tabela abaixo, utiliza números de identificação, conforme as normas americanas – NEC e as normas Internacionais (IEC), com as quais se harmonizam as Normas brasileiras – ABNT. Os livros de regras das Sociedades Classificadoras (ABS, BV e DNV) fazem referência à IEC e NEC (EUA).


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Tabela 3.1 - Máxima temperatura de superfície dos equipamentos Ex.

NOTA: Um equipamento certificado para uma determinada Classe de Temperatura pode ser usado na presença de qualquer gás que tenha a temperatura de ignição espontânea maior que a temperatura da categoria do equipamento, desde que atenda ao critério do Grupo de Gás. Assim, um equipamento de Classe de Temperatura T2 é adequado para uso em atmosferas com gases cuja temperatura de ignição espontânea seja maior que 300 ºC. Para esta atmosfera poderão ser utilizados, também, equipamentos de Classe de Temperatura T3, T4, T5 e T6.

3.6. Grau de Proteção Todo equipamento elétrico, independente de ser adequado ou não para aplicação em uma atmosfera explosiva, possui uma proteção inerente capaz de evitar, principalmente, danos físicos às pessoas (Ex.: choque elétrico, ferimento, etc.) e danos ao próprio equipamento, quer seja pela penetração de corpos sólidos estranhos, quer seja pela penetração de água. Embora o Grau de Proteção não seja específico para equipamentos elétricos para uso em atmosferas inflamáveis, ele poderá constar como uma característica adicional para determinados Tipos de Proteção. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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As normas brasileiras sobre Grau de Proteção estão baseadas em normas internacionais. A simbologia a ser utilizada para a designação do Grau de Proteção de invólucros deve ser composta de sigla IP, seguida de dois dígitos característicos do grau especificado, ou seja, IP- XY . O primeiro dígito ( X ), refere-se à proteção contra penetração de objetos sólidos, inclusive mão/dedos, enquanto o segundo dígito ( Y ) refere-se à proteção contra a penetração de água. Por exemplo, um equipamento com proteção IP-54 significa que o mesmo é protegido contra poeira e contato como também contra penetração de água projetada de qualquer direção.


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Exercício de Fixação da Aprendizagem 1.

O que você entende por fonte de ignição?

2. Em relação aos tipos de fontes de ignição, quais são? Cite três exemplos de cada tipo. 3. Cite três tipos de proteção Ex e descreva-os sucintamente. 4. O que significa classe de temperatura? 5. Quais são as características de proteção de um equipamento com o IP-66?


39


CAPÍTULO 4 – CERTIFICAÇÃO 4.1. Certificação de Conformidade A garantia de que o equipamento elétrico foi construído de acordo com as especificações aplicáveis é obtida a partir da emissão de um Certificado de Conformidade. Este certificado é emitido por um OCC – Organismo de Certificação Credenciado. Está em vigor a Portaria 83/2006, do INMETRO – Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial, que mantém a obrigatoriedade da certificação para todos os equipamentos, dispositivos e/ou componentes elétricos e eletrônicos, destinados à aplicação em atmosferas explosivas, obrigando que os fornecedores tenham tido aprovação do seu Sistema de Garantia da Qualidade, avaliado por um Organismo de Certificação Credenciado - OCC, além dos ensaios de tipo que são feitos para cada tipo de proteção, segundo as normas aplicáveis. A aprovação do Sistema de Garantia de Qualidade dos fabricantes de equipamentos “Ex" e o acompanhamento regular deste Sistema, através de auditorias, tem por objetivo garantir a qualidade da fabricação dos produtos conforme o protótipo ensaiado e aprovado. No Brasil os Organismos de Certificação Credenciados pelo INMETRO são os seguintes: CEPEL, CERTUSP e UCIEE. O Laboratório de Acionamentos e Segurança em Equipamentos Eletroeletrônicos (LABEX), pertencente ao Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL) da ELETROBRAS está credenciado para executar todos os ensaios previstos pelas normas brasileiras, internacionais e da comunidade européia (CENELEC). O escritório de Certificação da Universidade de São Paulo, denominado CERTUSP, é um Órgão Oficial do Estado de São Paulo credenciado pelo INMETRO como Organismo de Certificação de produtos, operando nas áreas de equipamentos para Atmosferas Explosivas e Eletromédicos. A União Certificadora é um organismo independente para certificação, avaliando e controlando a conformidade para produtos, processos ou serviços e sistemas (ISO 9000, QS 9000 e ISO 14000). Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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Fontes de consulta sobre o assunto: O site da comunidade “Ex”, InternEx (http://www.internex.eti.br/) – o site é de interesse dos profissionais que atuam no Projeto e Manutenção de equipamentos e instalações elétricas para Atmosferas Explosivas. Na página Listagens deste site podem ser consultadas as listas de produtos certificados pelos Organismos de Certificação Credenciados pelo INMETRO (CEPEL, CERTUSP e UCIEE), com seus respectivos números de certificados e validade, por Laboratório: - CEPEL: http://www.cepel.br - CERTUSP: http://www.iee.usp.br - UCIEE: http://www.uciee.org Na página Links Ex podem ser acessados os sites de vários Organismos de Certificação de outros países, internacionalmente reconhecidos: - CSA – Canadian Standard Association; - UL – Underwriters Laboratories; - FM – Factory Mutual; - PTB - Physikalisch Technische Bundesanstalt, etc.

4.2. Marcação dos equipamentos Ex Todo e qualquer equipamento elétrico, eletrônico e acessório instalado em Área Classificada deve ser do tipo Certificado, Aprovado para uso em Atmosferas Explosivas. Tais equipamentos têm etiqueta ou plaqueta com símbolos, acompanhados de informações referentes ao tipo de proteção e às condições em que os mesmos devem ser utilizados. A figura ao lado ilustra o símbolo estampado em etiquetas/equipamentos certificados de origem européia (ATEX 100A – 94/9/EC), que também são adotados por alguns fabricantes nacionais. Fig. 4.1.

A Norma brasileira A B NT NB R 60079-0 , estabelece os requisitos necessários para a marcação dos equipamentos elétricos para atmosferas explosivas.


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É estabelecido naquela norma que os equipamentos elétricos devem ser marcados na parte principal do invólucro, num local visível. Esta marcação deve ser legível e durável, levando-se em conta inclusive, possível corrosão química. A marcação deve incluir: 1- nome do fabricante ou a sua marca registrada; 2- A identificação do modelo ou tipo; 3- símbolo BR-Ex que indica que o equipamento elétrico ou seu protótipo foi ensaiado e certificado por um laboratório credenciado, conforme normas brasileiras, e é apto para uso em atmosfera explosiva de gás, ou está especificamente associado com tal equipamento; 4- símbolo correspondente ao tipo de proteção; 5- símbolo do grupo do equipamento elétrico; 6- Para equipamentos elétricos do grupo II, o símbolo indicativo da classe de temperatura, ou a temperatura máxima de superfície em graus C, ou ambas. Quando a marcação incluir ambas, a classe de temperatura deve ser indicada por último entre parênteses. Ex.: T1 ou 250° C ou 350° (T1). Se o equipamento elétrico tiver temperatura máxima de superfície maior do que 450° deve ser marcado somente com a temperatura; 7- número de série, se utilizado, exceto para: - acessórios para conexões (prensa-cabo, eletroduto, placas cegas, placas adaptadoras, plugues, tomadas e buchas de passagem); - equipamentos muito pequenos nos quais há limitação de espaço; 8- nome ou marca do Laboratório credenciado e a referência à certificação, na seguinte forma: o ano da certificação seguido pelo número sequencial do certificado naquele ano; 9- A letra “X” após a referência à certificação, quando o laboratório credenciado achar necessário a indicação no certificado de condições especiais para a utilização segura do equipamento; 10- A letra “U” após a referência à certificação, quando incl uir componente que não pode ser usado individualmente (cujo certificado dispensa novo ensaio), quando da certificação do equipamento ou circuito de que faz parte; 11- Qualquer marcação adicional exigida pela norma específica para o respectivo tipo de proteção; Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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12- Qualquer marcação normalmente requerida pelas normas brasileiras de construção do equipamento elétrico”.

Exemplo de marcação de equipamento elétrico “Ex” de origem brasileira:

1) Equipamento elétrico em invólucro à prova de explosão ( Ex-d) para o Grupo I e para Grupo IIB, classe de temperatura T3:

BR Ex-d I/IIB T3 2) Luminária de segurança aumentada ( Ex-e) combinado com tipo de proteção à prova de explosão ( Ex-d), para Grupo IIA e classe de temperatura T6:

BR Ex-ed IIA T6 CEPEL CE.Ex-235/92 Nota: marcação com a inclusão do Nº do CErtificado e do nome do Laboratório CEPEL

Fig. 4.2.


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Os principais itens da marcação, segundo a norma brasileira, estão mostrados na figura abaixo:

Fig. 4.2 - Marcação de equipamento “Ex” de origem bra sileira. Exemplo de marcação de equipamento elétrico “Ex” de origem européia*

Fig. 4.3.


44


1 - Nome/Logotipo do Fabricante 2 - Marcação indicativa de Proteção para atmosfera explosiva 3 - Modelo e referência do produto 4 - Grupo de Indústria I - Mineração, II - Outras (indústrias de superfície) 5 - Categoria do Equipamento, conforme ATEX 100a: 1 - Zona 0; 2 - Zona 1; 3 - Zona 2 6 - Tipo de Atmosfera Explosiva: G (gás ou vapor); D (poeiras combustíveis) 7 - Designativo de Equipamento com Proteção para Atmosfera Explosiva (Ex-) 8 - Tipo de Proteção (neste caso, combinando as proteções tipo “ d”, “e ” e “m”)

9 - Grupo de Gás ( IIC) 10 - Classe de Temperatura ( T4) 11 - Grau de Proteção, contra ingresso de sólidos/pó e água 12 - Nome do Laboratório, Ano e Número do Certificado de Conformidade 13 - Norma Aplicável 14 - Marcação da União Européia e no de identificação do Organismo de Certificação (Notified Body)

15 - Temperatura ambiente (quando não indicado, o tipo de proteção é válido para a faixa entre ( –)20 e +40 oC).

Nota: vários países/fabricantes já estão adotando esta marcação que entrou em vigor a partir de jun/2003, conforme a Diretiva ATEX 100A, juntamente com a Diretiva ATEX 118A. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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Exemplos de marcação de equipamento elétrico “Ex” de origem

americana: Dois dos mais importantes laboratórios de testes para certificação de equipamentos elétricos “Ex”, são o Underwriters Laboratories (UL) e o Factory Mutual (FM), ambos americanos. Os equipamentos certificados por estes Laboratórios ostentam dizeres tais como UL LISTED ou FM APPROVED, seguidos das informações requeridas pelo National Electrical Code (NEC), conforme os exemplos abaixo listados: a) UL LISTED Cl. I Div. 1 Gr. C&D (*) Equipamento Certificado pelo Laboratório UL para gases da Classe I, Divisão

1, Gr upos C e D. b) FM APPROVED Cl. I, Div. 2, Gr ABCD (*) Equipamento Aprovado pelo Laboratório Factory Mutual (FM) para gases da

Classe I, Divisão 2, Gr upos A, B, C e D. c) FM APPROVED Cl. I, Zone 1, Ex d IIC T6 (**) Equipamento Aprovado pelo Laboratório Factory Mutual (FM) para Classe I,

Zona 1, com grau de proteção “à prova de explosão” ( Ex-d) e máxima temperatura de superfície 85 ºC (Classe de Temperatura T6). NOTAS: (*) Marcações para equipamentos à prova de explosão. (**) Marcação conforme a edição 1996 do NEC, que se alinha com os conceitos prescritos nas normas internacionais (IEC).


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Qual é a importância da certificação de conformidade?

2.

Descreva o significado das informações contidas nos campos referentes à

marcação “Ex” dos equipamentos que seguem:

Descrição:

Descrição:

Descrição:


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CAPÍTULO 5 – CRITÉRIOS DE INSTALAÇÃO DE EQUIPAMENTOS EX 5.1. Instalações elétricas permitidas em áreas classificadas A instalação de equipamentos, equipamentos, acessórios e cabos elétricos devem atender as regras específicas de segurança em instalações em Áreas Classificadas, como por exemplo: 

Cabo armado com blindagem ou armadura metálica, deverá ter

armadura aterrada nas duas extremidades. 

Cabos não devem ter emenda; se inevitável, utilizar emenda dentro de

caixa de junção de tipo aprovado para a área. A existência de tais caixas em cabos de potência deverá ser documentada em diagramas. 

Penetração de cabos, em sistemas com eletrodutos, devem utilizar

unidade seladora com massa de vedação. 

Cabos singelos sem capa de proteção, não armados, somente são

admitidos em sistemas com eletrodutos. 

Acessórios de instalação também devem ser do tipo aprovado (prensa-

cabos, bujão selador, caixa de junção, conjunto tomada-plugue, etc.). 

Cabos com armadura metálica passando por área Zona 1, devem ter

as duas extremidades aterradas. 

Cabos de força DC alimentados por SCR´s que possuam armadura

metálica, esta deve ser de material não magnético (bronze, cobre), aterrada. 

O tipo e a especificação dos cabos elétricos de força, controle e

instrumentação, para uso naval, devem ser aprovados pela Classificadora. 

Cabos flexíveis, em geral não são admitidos em zona 1, exceto sob

considerações especiais/aprovação especiais/aprovação da Classificadora. A norma NBR IEC-60079.14 estabelece os requisitos para a montagem e a instalação elétrica em atmosferas potencialmente explosivas. Nela encontramos os métodos de montagem e instalação que são utilizados pela filosofia americana (eletrodutos metálicos + caixas à prova de explosão + unidades seladoras), como também pela filosofia européia (cabos + prensa-cabos), ou sistema misto que

Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – Renováveis – CTGÁS-ER CTGÁS-ER

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compatibiliza a instalação de painéis do tipo “à prova de explosão com entrada direta de cabos, sem eletrodutos”; vide também a série IEC-61892. IEC -61892.

5.2 Sistema com Eletrodutos (filosofia americana) Este método é utilizado apenas para instalação de equipamentos do tipo à prova de explosão – explosão – “Ex“Ex-d”. Neste sistema o cabo elétrico é instalado dentro de eletrodutos que são roscados diretamente nos furos dos invólucros à prova de explosão, conferindo eficiente proteção ao cabo contra danos físicos. Os eletrodutos devem ser metálicos, com construção rígida e com resistência suficiente para suportar a pressão de eventual explosão interna; para instalação em zona 1. Acessórios e conexões nos eletrodutos, como por exemplo, conduletes, união, nipple, luva, joelho, etc., devem ser do tipo aprovado para zona 1; acessórios instalados entre a unidade seladora e o invólucro deve ser do mesmo diâmetro do eletroduto; em zona 2, tais acessórios montados em invólucros que não contenham elemento centelhante são dispensados de ser do tipo à prova de explosão. Para ligação de equipamentos sujeitos à vibração ou locais de acesso/montagem dificultada, podem ser utilizados conduites flexíveis, do tipo aprovado (até 0,9 m). Os eletrodutos devem ser providos de unidades seladoras como segue:

Fronteira de área classificada: 

Na entrada ou saída de uma área classificada para outra não

classificada, inclusive na penetração em anteparas de áreas de diferente classificação; a unidade seladora pode ser aplicada em qualquer um dos lados da fronteira que limita as áreas. 

Na transição entre zona 1 e zona 2.


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Na entrada/saída de invólucros à prova de explosão: 

Instalado a não mais que 450 mm de qualquer invólucro contendo uma

fonte de ignição em operação normal (disjuntores, fusíveis, contactores, resistor, ou qualquer outro equipamento que possa produzir arcos, centelhas ou alta temperatura). 

Na entrada de qualquer invólucro contendo luva, união, juntas ou

terminações onde o diâmetro do eletroduto seja de 50 mm ou maior. 

No caso de dois ou mais invólucros estarem interligados através de

niples ou pedaços de eletroduto, e de ser necessária a colocação de unidade seladora, é permitido que apenas uma unidade seladora seja aplicada entre os invólucros, desde que estes não estejam separados por mais de 90 cm entre si. Um mínimo de cinco fios de rosca deve garantir a conexão entre o eletroduto e invólucro e entre o eletroduto eletr oduto e conexões (cinco fios em ambas as partes, macho e fêmea) as conexões devem ser encaixadas firmemente em toda a rosca. As roscas devem ser do tipo cônicas NPT. Em sistemas onde o eletroduto for utilizado como condutor de proteção, especialmente em sistemas solidamente aterrados, a junção roscada deve ser adequada para suportar a corrente de defeito à terra que pode retornar pelo eletroduto, com o circuito adequadamente protegido por fusíveis ou disjuntores. Após a instalação dos cabos no eletrodutos, as unidades seladoras devem ser preenchidas com massa seladora; o material selador é uma mistura de compostos que, aplicado de forma líquida, endurece após a cura e sela o eletroduto de modo permanente - deve ser de um tipo aprovado. A espessura da massa seladora deve ser igual ao diâmetro interno do eletroduto, mas nunca inferior a 16mm. A utilização de Unidade Seladora é necessária para minimizar a migração de gases e vapores e evitar a propagação de chama de uma parte da instalação elétrica para outra através do eletroduto; as unidades seladoras devem ser especificadas para a posição de montagem (vertical ou horizontal) aplicável.

Nota: Para métodos de montagem e instalação, vide:


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

API RP 14F, Prática Recomendada para projeto e instalações elétricas

em plataformas de produção offshore, onde são indicados os requisitos para instalação de painéis e acessórios à prova de explosão, com fiação dentro de eletrodutos; também mostrados exemplos típicos de montagem. 

NFPA 70 [7E], também conhecido como NEC (National Electric Code)

ou código de instalações elétricas dos EUA; dividida em vários Artigos; -

Artigo 500 – Equipamentos e Instalação de fiação/cabeação em áreas

classificadas segundo o conceito de Classe, Divisão. -

Artigo 501 – Equipamentos e instalações em áreas classificadas Classe

I (Gases e Vapores) -

Artigo 504 - Instalação de equipamentos e fiação do tipo Segurança

Intrínseca -

Artigo 505 – Equipamentos e Instalação de fiação/cabeação em áreas

classificadas, Classe I (gases e vapores), e divisão por Zonas. “Podemos dizer que o Sistema com eletrodutos metálicos, unida des seladoras

e invólucros à prova de explosão apresenta a desvantagem de que o nível de segurança é muito dependente da qualidade de quem faz a montagem da instalação industrial, pois aumenta a probabilidade de existência de não conformidades, como por exemplo, critérios inadequados de aplicação de unidades seladoras, unidades seladoras sem massa, invólucros com falta de parafusos, etc.”

Fig.5.1- Unidade Seladora para cabos em eletrodutos. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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Advertência! As atividades de manutenção em equipamentos para atmosferas explosivas só podem ser efetuadas por pessoal especialmente treinado. No caso particular de invólucros À Prova de Explosão com juntas flangeadas planas deve-se garantir que todos os parafusos estejam instalados e corretamente torqueados, respeitando-se o GAP para o Grupo de Gás para o qual o invólucro foi construído.

5.3. Sistema com Cabos As instalações elétricas em Áreas Classificadas podem ser executadas com cabos, sem uso dos eletrodutos.

NOTA: O sistema de instalação com cabos, sem eletrodutos, apresenta vantagens como a facilidade para instalação e para modificações futuras em relação ao sistema com eletrodutos metálicos. Neste sistema a chegada ao invólucro é feita di retamente através de prensa-cabos, dispensando o uso de unidade seladora. No sistema com cabos sem eletrodutos, a penetração e fixação de cabo armado, com ou sem trança metálica, a invólucros à prova de explosão (Ex-d) deve ser efetuada através de prensa-cabos também do tipo “Ex-d”. A figura abaixo ilustra a chegada de cabo armado com armadura metálica à caixa metálica “Ex -d”, mostrando a interligação entre a trança metálica do cabo e o invólucro, através do prensa-cabo. Vide fig. abaixo.


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Fig. 5.2 - Fixação de cabo armado, com armadura metálica em caixa met álica à prova de explosão (“Ex-d”), através de prensa-cabo “Ex-d”. A normalização IEC admite os seguintes tipos de entrada de cabos em invólucros, além do sistema de cabo em eletrodutos: - Entrada direta em invólucro “Ex-d”, com uso de prensa-cabo “Ex-d”, conforme fig. 5.2 e fig. 5.3 (b) abaixo. - Entrada indireta em caixa plástica do tipo segurança aumentada, através de prensa-cabo do tipo “Ex-e”, conforme fig. 5.3 (a) abaixo.

Fig. 5.3 - Tipos de entrada de cabos em invólucros, conforme a normalização IEC.


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Na representação à esquerda (a) da figura acima se observa o sistema com cabo (com ou sem armadura metálica de proteção), entrada indireta. Neste caso o cabo elétrico é fixado a um invólucro plástico do tipo segurança aumentada (“ Ex-e”) por meio de prensa-cabo plástico, também do tipo “Ex-e”; nestes casos, a selagem da passagem de cabos entre as caixas Ex-e e Ex-d é feita através de bucha de passagem ou, selagem de fábrica através de massa epóxi ou equivalente. Nota-se, também, que a caixa plástica é dotada de borneira específica (identificada pelas cores verde e amarela), que permite a instalação de cabo terra, para continuidade do aterramento em elementos plásticos. No caso de cabo com armadura (trança) metálica, esta borneira é o ponto onde a trança do cabo deverá ser ligada.

Fig. 5.4 - Fixação de cabo armado, sem armadura metálica, em invólucro plástico do tipo Segurança Aumentada (“Ex-e”), através de prensa-cabo plástico Segurança Aumentada “Ex-e”.

5.4. Aterramento em áreas classificadas A alta salinidade presente em instalações elétricas em atmosfera marinha contribui para a falha no isolamento dos equipamentos elétricos, com possibilidade de curto-circuito e fuga de corrente para a carcaça metálica dos equipamentos. Tais falhas podem gerar centelhas elétricas que podem constituir-se em fonte de ignição na presença de gases e também, risco de choque elétrico para as pessoas em contato com a carcaça dos equipamentos. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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Nota: Nenhum equipamento elétrico instalado em Área Classificada poderá ter partes vivas expostas.

5.4.1. Funções do Aterramento: 

O aterramento deve limitar a tensão (“voltagem”) que pode estar

presente entre a carcaça metálica de um equipamento com falha de isolamento e a estrutura da plataforma ou edificação. A corrente deve ser drenada pelo cabo de aterramento ao invés de circular pelo corpo de uma pessoa que possa estar em contato com o equipamento. 

Um outro objetivo do aterramento de equipamento é fornecer um

caminho de baixa resistência ou baixa impedância para as correntes de falha (curtocircuito) para a “terra”. 

Cargas estáticas acumuladas em vasos, tubulações que manuseiem

fluídos inflamáveis devem ser escoadas para a estrutura da plataforma, eliminando possíveis fontes de ignição. 

Tensões induzidas em elementos metálicos, como trechos de

tubulação, trança metálica de cabos elétricos, etc., devem ser eliminadas, referenciado-as ao “terra”. 

Aterramento destinado à compatibilidade eletromagnética (CEM) para

evitar interferências de/para equipamentos eletrônicos sensíveis. 

Aterramento para circuitos intrinsecamente seguros, que deve

assegurar potencial de terra e proteção em caso de falha nos sistemas intrinsecamente seguros. Deve ser independente do aterramento de proteção.

5.4.2. Partes Metálicas Expostas Não-condutoras As partes metálicas não destinadas a conduzir corrente elétrica, tais como, invólucros de painéis e equipamentos elétricos, carcaças de motores, de luminárias fixas ou portáteis, eletrodutos, carcaça metálica de instrumentos e transdutores elétricos e eletrônicos, blindagem e armadura metálica de cabos elétricos, bandejamento (calhas) de cabos e outros, deverão ser efetivamente aterradas.


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Deve-se garantir uma conexão elétrica efetiva e permanente para evitar o aparecimento de arcos ou centelhas causados por um aterramento não eficaz, quando da ocorrência de correntes de defeito. .

Fig. 5.5 – Diagrama de Aterramento de Segurança (Equipotencialização)

Notas: Todos os equipamentos elétricos devem ser aterrados através de condutor de aterramento ou condutor de proteção. Deve ser previsto um plano de manutenção e inspeção periódica do sistema de aterramento de proteção. A medição de resistência de contacto entre a carcaça de um equipamento e a estrutura, medindo de superfícies metálicas sem pintura, deve fornecer leitura “0,0” (zero) para qualquer megôhmetro 100/250 Volts e menor ou igual que 1,0 Ohm com qualquer multímetro (ohmiter ). Aterramento de circuitos intrinsecamente seguros e respectivas blindagens de cabo, deve ser menor que 1,0 Ohm. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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5.5. Erros mais Comuns em Equipamentos e Instalações “Ex” Neste momento são apresentados os erros mais comuns encontrados em equipamentos e nas instalações para atmosferas explosivas, com o objetivo de subsidiar roteiro de inspeção. Além dos componentes avariados, como: - globos de vidro de luminárias quebrados por manuseio de andaimes, - rachaduras ou fendas em partes metálicas, - visor de lâmpadas piloto/instrume ntos rachados, etc., São listados a seguir os erros mais comuns encontrados nas instalações em áreas classificadas: a) “Falta de parafuso ou parafusos frouxos em tampas de invólucros à prova de explosão; b) Dimensões dos interstícios acima do máximo permitido em invólucros à prova de explosão (do tipo flangeado); superfície retificada do flange amassada, borracha de silicone no interstício. Corrosão acentuada nas juntas flangeadas; c) Conexões de aterramento frouxas ou inexistentes; d) Unidade seladora faltando massa seladora; e) Falta de unidades seladoras ou aplicadas de forma irregular; f) Equipamento à prova de explosão para Grupo IIA (metano) aplicado em área de Grupo IIC (sala de baterias)); g) Uso de prensa-cabo do tipo à prova de tempo (não do tipo “Ex”); h) Uso de prensa-cabo de bitola inadequada (cabo folgado permitindo passagem de ar); i) Vedação de tampa ou conexão de eletrodutos, com menos de 5 fios rosqueados, furo para entrada roscada com comprimento axial menor que 8 mm; j) Furo de entrada reserva – sem o bujão adequado para vedação; k) Modificações não autorizadas que podem comprometer a integridade do painel, como por exemplo, furação de invólucro à prova de explosão pelo campo para: Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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- instalação de botoeira/piloto adicional, - furação adiciona l na parede lateral ou no fundo da caixa, onde a parede tem espessura menor e não comporta o mínimo de 5 fios de rosca para entrada de eletroduto, por exemplo. - Furação na tampa ou no corpo do painel para fixar conector de aterramento ou similar. l) Luminária com lâmpada diferente do especificado e aprovado (Lâmpada de maior potência implica em maior temperatura); m) Equipamentos pressurizados/purgado por ar-comprimido, saturados de água ou óleo arrastado pela linha de ar; n) Idem, sem pressurização, desregulado, sem placa de aviso para manter pressurizado; o) Alarmes de equipamento pressurizado desativado/removido; p) Caixas do tipo “à prova de explosão” em alumínio, corroídos, perdendo a integridade “Ex” da carcaça, juntas flangeadas ou roscas com i nterstícios grandes; q) Painéis/Caixas de junção do tipo à prova de explosão, com cabo removido e prensa-cabo com furo aberto; r) Caixas do tipo “à prova de explosão”, com juntas flangeadas pintadas; s) Caixas do tipo “à prova de explosão”, furadas para instalação de cabo de aterramento; t) Cabos Elétricos: - Emenda em cabos elétricos dentro de Áreas Classificadas, cabos com isolamento avariado e reconstituído. - Pontas de cabo soltas ou não (mal) isoladas, função desconhecida, circuitos desfeitos e abandonados, etc. - Cabos de instalações provisórias sem proteção.

NOTA: Precauções especiais devem ser tomadas quando da execução de serviços temporários ou manutenção, com a unidade em operação, quando são utilizadas luminárias portáteis e painéis de ligação provisórias. Estes devem ter proteção “Ex” se usadas em área classificada.


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Cite as principais filosofias de montagens adotas para instalações elétricas

em áreas classificadas. 2.

Destaque quatro funções básicas do aterramento elétrico no contexto das

instalações elétricas em áreas classificadas. 3.

Cite pelo menos três erros mais comuns em instalações elétricas em áreas

classificadas.


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CAPÍTULO 6 – INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS EM ATMOSFERAS EXPLOSIVAS Introdução Instalações elétricas em áreas classificadas possuem características especiais projetadas para torná-las adequadas para tais atmosferas. É essencial, por razões de segurança, que durante a vida de trais instalações a integridade destas características especiais seja preservada; elas portanto requerem inspeção inicial e também: a) inspeções periódicas, ou b)

supervisão contínua executada por pessoal qualificado.

As inspeções e manutenções deverão ser realizadas conforme norma NBR

IEC 60079-17 – Inspeção e manutenção de instalações elétricas em áreas classificadas.

6.1. Qualificação da Mão-de-obra Todos os equipamentos e instalações em áreas classificadas, incluindo cabos, eletrodutos e acessórios, deverão ser mantidos em boas condições. “A integridade da proteção, proporcionada pelo projeto dos equipamentos

elétricos à prova de explosão ou intrinsecamente seguros, pode ser comprometida por procedimentos incorretos de manutenção. Mesmo as simples operações de manutenção e reparos devem ser cumpridas em estrita concordância com as instruções do fabricante, de modo a assegurar que cada equipamento permaneça na sua condição segura. Isto é particularmente relevante no caso de luminárias à prova de explosão, onde um fechamento incorreto, após uma simples troca de lâmpada, pode comprometer a integridade do equipamento.”

A Inspeção e Manutenção de equipamentos e instalações elétricas em Atmosferas Explosivas devem ser executadas somente por pessoal qualificado, em cujo treinamento tenha sido incluída instrução sobre os vários tipos de proteção e Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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práticas de instalação, além dos conceitos mais importantes de classificação de áreas.

6.2. Modificações em Equipamentos Ex pelo Campo O equipamento elétrico do tipo aprovado e certificado para atmosferas explosivas, não poderá sofrer modificações pelo campo, principalmente, receber nova furação no corpo ou na tampa de invólucros à prova de explosão; a furação de invólucros é uma modificação e não deve ser executada sem referência aos desenhos certificados pelo fabricante. Nenhuma modificação poderá ser feita nas características de segurança dos equipamentos que se fundamentam em técnicas de segregação, pressurização, purga ou outros métodos.

6.3. Inspeção de Equipamentos e Instalações Elétricas em Áreas Classificadas Todos os equipamentos, sistemas e instalações deverão ser inspecionados logo após instalados. Em seguida a qualquer reparo, ajuste ou modificação, aquelas partes da instalação que tenham sofrido intervenções, deverão ser verificadas. Periodicamente, especialmente durante e após grandes paradas/obras, é recomendável realizar um ciclo de inspeção completa, dos equipamentos e instalações, munido dos seguintes planos atualizados: - Áreas Classificadas - Arranjo dos Equipamentos de Processo (fontes de risco) - Fluxograma do processo - Diagrama e Arranjo de Ventilação


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6.3.1. Roteiros de Inspeção Além das Manutenções Preventivas dos equipamentos elétricos “Ex”, executadas pelo pessoal de Manutenção, deverá ser realizada uma inspeção de equipamentos elétricos instalados em atmosferas explosivas. Nestas Rotinas para Inspeção também são levadas em consideração as verificações quanto à correta adequação de equipamentos “Ex” para as Áreas Classificadas consideradas. Assim, verificações como abaixo, fazem parte das rotinas para inspeção de equipamentos do tipo “Ex -d”, Ex-e” e “Ex-p”: - O equipamento é adequado à classificação de área? - O equipamento possui placa de marcação de certificação, o grupo/zona estão corretos?

6.3.2. Inspeção Visual de Equipamentos Durante a inspeção dos equipamentos ou instalações elétricas, atenção especial deverá ser dada quanto a danos mecânicos, como: - rachaduras ou fendas nas partes metálicas; - vidros rachados ou quebrados; - falhas na massa em torno de vidros emassados nas caixas à prova de explosão; - tampas de caixas à prova de explosão, para assegurar que estejam com todos os parafusos apertados, que parafusos não se perderam, e que não existam juntas estranhas, entre superfícies metálicas casadas (silicone, juntas borracha adicionadas, etc.); - falta de aterramento da armadura de cabos; - falta de aterramento da carcaça em invólucros metálicos; - Esforços nos cabos que possam causar fratura ou danos à capa ou isolamento; - Prensa-cabos do tipo comum (à prova de tempo), prensa-cabos folgados, etc.


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6.3.3. Inspeção da Estanqueidade de Anteparas de Áreas Classificadas Verificar anteparas e pisos de aço estanques a gás, se não existem aberturas ou passagens deixadas abertas ou com selo danificado que comprometam a vedação (exemplo: furo para passagem de cabo removido, aberto, sem bujão de vedação), comunicando salas adjacentes. Examinar condição de vedação de portas estanques a gás, etc.

6.3.4. Inspeção de Instalações Adicionais ou Provisórias Verificar se equipamentos adicionais ou temporários sem proteção, tais como skids, containers, paióis, etc., foram instalados em áreas classificadas, inadequadamente. Verificar se a ampliação de área classificada devido aos skids ou equipamentos adicionais que sejam fonte de risco está envolvendo equipamentos elétricos/eletrônicos de uso comum, não adequados para a nova classificação do local. Verificar se não foram realizadas obras ou modificações que possam ter comprometido ou ampliado as áreas classificadas originais.

6.3.5. Inspeção de Ventiladores / Exaustores e Dutos de Compartimentos Classificados e adjacentes. Confirmar o sentido de rotação das máquinas, se preservadas as funções de ventilador e exaustor, sem inversão de sua função (ventilação para pressurização positiva de compartimentos e exaustão para pressurização negativa). Verificar estado geral dos dutos, longas de emenda se não estão rasgadas, polias e correias de motores e ventiladores se não estão frouxos, patinando. Em havendo dampers nos dutos de ventilação/exaustão, verificar seu funcionamento correto, abertura e fechamento segundo o intertravamento programado; verificar se não estão “emperrados”. Verificar o funcionamento de alarmes de falha de ventilação ou exaustão, previstos no projeto (dependendo da instalação o alarme pode ser baseado em Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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chave de fluxo, pressostato diferencial, relés de sobrecarga, relés de subcorrente nos CCMs, etc.). Verificar se não foram criadas obstruções ou instalados containers ou outros obstáculos que impeçam a circulação natural e dispersão rápida em torno de exaustores, portas e janelas de áreas classificadas, etc.

6.3.6. Inspeção de Equipamentos Pressurizados Examinar



estado

geral

dos

equipamentos

e

painéis

purgados/pressurizados, borrachas de vedação. Verificar se o sistema de purga, válvula reguladora de pressão e



demais acessórios funcionam corretamente Verificar se o alarme de falha de purga ou pressurização funciona



corretamente 

Verificar se o interior dos painéis purgados com ar-comprimido não

estão “encharcados” com excesso de óleo ou água arrastados pela linha de ar comprimido. 

Verificar existência de placas de aviso quanto à pressurização e

abertura após desenergização; marcação da pressão a ajustar no manômetro.

6.3.7. Inspeção de Salas de Baterias 

Verificar sentido de rotação de exaustor e ventilador, alarme de falha

quando existente. 

Verificar

a

condição

de

pressurização

negativa

do

compartimento,quando houver; ao abrir qualquer porta, o ar de sala vizinha deve ingressar na sala de bateria. 

Verificar condição de ventilação natural ou forçada, para diluição de

gás hidrogênio, que se acumula no teto; verificar duto se favorece exaustão natural e se não há nenhuma obstrução ou damper emperrado ou inativo. 

Verificar estado dos equipamentos, luminárias, e especialmente

equipamentos centelhantes como interruptor e tomadas, e se adequados para grupo hidrogênio (IIC, Temp. T1) Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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

Se houver detetor de gás para ativar ventilação, confirmar se é do tipo

catalítico e seu funcionamento (calibração); verificar se localizados junto ao teto, for a de correntes de ventilador insuflando. 

Verificar se não existem ligações provisórias ou carregadores portáteis,

para chupeta, dentro da sala. 6.4. Remoção temporária de um equipamento “Ex”

Quando um equipamento situado em uma Área Classificada for removido temporariamente de serviço, como por exemplo a remoção de luminária avariada para reparo na bancada, e: - em havendo a necessidade de continuidade do circuito para as luminárias adjacentes, utilizar quando possível, caixa de junção tipo Ex para fazer a emenda. Em não havendo tal possibilidade, empregar método que assegure conexão firme, sem possibilidade de sobretemperatura ou centelhamento, por exemplo, com uso de terminais do tipo Sindal apropriados, devidamente isolados com fita de auto-fusão e fita isolante. - em não havendo necessidade de continuidade do circuito e podendo desligar o mesmo, isolar as pontas do cabo entre si e a terra, prender etiqueta de identificação nesta extremidade e desenergizar o circuito, desligando a chave e removendo os fusíveis do circuito desativado, instalando etiqueta de identificação.

Atenção! Nenhum condutor vivo poderá ficar desprotegido ou exposto em Áreas Classificadas; condutores de circuitos desativados devem ser removidos de área classificada, ou devidamente cortados e isolados para evitarem-se acidentes.

6.5- Remoção Definitiva de um Equipamento “Ex” Quando um equipamento situado em uma Área Classificada for retirado definitivamente de serviço, a fiação a ele associada deverá ser removida da Área Classificada, removendo todos os cabos do bandejamento de cabos. Quando houver necessidade de prosseguir o circuito para atender a qualquer outro equipamento, este circuito deverá terminar corretamente em caixa de junção Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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adequada à classificação de área (caso alguma parte permaneça vivo para atender qualquer outro equipamento). Caso seja cabo de força, tal caixa deverá ser indicada no diagrama correspondente.

6.6. Manutenção de Equipamentos e Instalações em Áreas Classificadas A Manutenção de equipamentos e instalações elétricas em Atmosferas Explosivas deve ser executada somente por pessoal treinado e qualificado para estes tipos de equipamento “Ex”.

6.6.1. Teste de Isolamento Testes de isolamento deverão ser realizados somente quando não houver presença de mistura de gás inflamável, inclusive na outra ponta dos circuitos e cabos, devido possibilidade de centelhamento, em qualquer ponto da instalação. 6.6.2. Observações Gerais sobre a Manutenção de Equipamentos “Ex”

São listadas, a seguir, algumas providências que devem ser tomadas em todos os serviços de manutenção. Estas providências são preliminares e adicionais aquelas que para cada tipo de técnica de proteção são indispensáveis: 

Antes de iniciar os trabalhos leia atentamente os documentos relativos

às manutenções prévias e/ou documentos do fabricante do equipamento com recomendações gerais; 

Obtenha autorização formal para liberação da área de trabalho;



Leia atentamente e siga as orientações contidas nas etiquetas do

equipamento. Elas contêm informações importantes para início dos trabalhos tais como, tempo para abertura do invólucro ou forma que deve ser efetuada a limpeza; 

Isole os circuitos energizados, retire os fusíveis ou proteja;



Verifique

a

compatibilidade

das

ferramentas

e

instrumentos

necessários aos serviços. Nunca improvise. Cuidado! Eles podem ser uma fonte de ignição; Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGÁS-ER

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

Não altere a localização de um equipamento do tipo comum, sem antes

verificar a classificação de áreas do novo local; 

Sempre que possível, retire o equipamento e faça a manutenção em

bancada em local seguro, fora da Área Classificada; 

Reporte todas as atividades desenvolvidas. Procure listar serviços

realizados, peças substituídas, características elétricas, condições visuais e outras informações importantes na proteção; 

Divulgue e discuta informações sobre acidentes ocorridos em outras

Unidades. As experiências, causas, efeitos e soluções de outros podem ser úteis no seu ambiente; 

Mantenha um arquivo com informações sobre sinistros publicados e

discuta com a equipe as possíveis causas e procedimentos para prevenção; 

Mantenha a equipe de manutenção com treinamento atualizado.

6.6.3. Considerações sobre a Manutenção de Equipamentos à Prova de Explosão Para equipamentos do tipo “à Prova de Explosão”, dada sua ampla utilização, chama-se a atenção para os seguintes pontos: a) Para invólucros à prova de explosão com tampa flangeada: - Todos os parafusos devem estar no lugar e com torque adequado. - Como o comprimento de junta (“L”) e o interstício máximo experimental seguro (“i”) variam em função do grupo de gás, estas dimensões devem ser verificadas, conforme valores tabelados, NBR IEC60079-1 como, por exemplo: 

Gases do grupo IIA (metano), i = 0,4 mm (para L = 25 mm e invólucro com volume entre 100 e 500 cm3);



Gases do grupo IIC (hidrogênio), i = 0,1 mm (para L < 25 mm e invólucro entre 100 e 500 cm3)


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Atenção! A superfície das juntas dos flanges deverá estar totalmente plana, retificada, não podendo ter mossas ou rebarbas que aumentem o GAP ou interstício de resfriamento do gás; rugosidade média < 6,3 μm. A junta usinada não deve ser raspada com ferramentas metálicas, deve-se utilizar somente material plástico/madeira.

Proteção contra corrosão e penetração de umidade: As superfícies usinadas das juntas à prova de explosão não devem ser pintadas. Para proteção contra corrosão, pode-se aplicar uma fina camada de vaselina industrial nessas superfícies usinadas das juntas e nos parafusos de montagem, desde que a graxa seja do tipo quimicamente inerte e que não resseque com o tempo. Quando as juntas não tiverem gaxeta, elas podem ser protegidas pela aplicação externa de graxa, composto selante que não endureça ou fita que não endureça. Borracha de silicone poderá ser aplicada do lado externo, mas somente após o aperto de todos os parafusos da tampa, para assegurar estanqueidade à água, em equipamentos expostos à intempérie; recurso admitido para equipamentos instalados em ambiente com gases do grupo IIA; a superfície interna das juntas não pode ser impregnada com borracha de silicone ou similar que possa aumentar o interstício dessa junta.

Nota: Tais recursos para vedação contra umidade, não devem ser empregados em equipamentos para uso em ambiente com gases do grupo IIC (acetileno/hidrogênio); para uso em ambiente com gases do grupo IIB (exemplo: paiol de tintas), deve ser evitado ou verificado por especialista.


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Gaxetas “Se uma gaxeta de material compressível ou elástico é necessária para evitar

a penetração de umidade ou poeira,ou para evitar a saída de algum líquido, ela deve ser considerada como um item adicional e não como parte integrante da junta à prova de explosão. A gaxeta deve estar colocada de maneira a garantir o atendimento aos valores do comprimento e interstício da junta à prova de explosão”.

A substituição dessas gaxetas/anéis de vedação deve ser feita com o mesmo material e dimensões originais, conforme consta na certifi cação do equipamento.

Registros de Manutenção As instruções para execução de manutenção preventiva nos equipamentos “Ex” deverão estar registradas em documentos específicos do Sistema de Controle de Manutenção utilizado.

6.6.4. Considerações sobre reparo, revisão e recuperação de Equipamentos Ex Devem ser realizados de acordo com os requisitos da norma ABNT NBR IEC

60079-19 –Reparo, revisão e recuperação de equipamentos para atmosferas explosivas. Os serviços de reparos e de manutenção corretiva de motores do tipo à Prova de Explosão devem ser feitos sempre que possível por oficinas qualificadas para este tipo de equipamento e devidamente credenciadas pelo fabricante. Este procedimento é necessário a fim de assegurar que o equip amento “Ex” mantenha suas características e propriedades de proteção após a realização dos serviços de reparos requeridos.


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INSTALAÇÕES ELÉTRICA EM ATMOSFERA EXPLOSIVA.pdf

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