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Prevenção contra Explosões

e outros

Riscos da Operação de Caldeiras

e Sistemas de Vapor

Palmas/PR

2

1• Definições

2• Causas dos Riscos

3• Prevenção

Prevenção contra Explosõese outros Riscos

3

Expansão violenta ou arrebentação, acompanhada de

estrondo, causada por repentina libertação de energia por

uma reação química muito rápida, por uma reação nuclear

ou pelo escape de gases ou vapores sob grande pressão.

(Michaelis)

1 • Definições

4

Expansão violenta ou arrebentação, acompanhada de

estrondo, causada por repentina libertação de energia por

uma reação química muito rápida, por uma reação nuclear

ou pelo escape de gases ou vapores sob grande pressão.

(Michaelis)

1 • Definições

5

Caldeira:Pressão de 10 kgf/cm² (manométrico)

� Vapor (saturado) ≅≅≅≅ 183 ºC

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

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

� Cada 50 kg (66,5 L) de água líquidaequivalente a 1 kg de pólvora

(Raul Peragallo Torreira)

1 • Definições

Software: CATT2

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1 • Definições

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1 • Definições

8

1 • Definições

9

1 • Definições

10

1 • Definições

11

1 • Definições

12

1 • Definições

13

1 • Definições

14

1 • Definições

15

1 • Definições

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1 • Definições

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1 • Definições

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1 • Definições

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

Caldeiras de Recuperação

1 • Definições

2009

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

Caldeiras de Recuperação

1 • Definições

2010

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

Caldeiras de Recuperação

1 • Definições

2011

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

Caldeiras de Recuperação

1 • Definições

Idade

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2 • Causas dos Riscos

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

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2 • Causas dos Riscos

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

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2 • Causas dos Riscos

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

26

2 • Causas dos Riscos

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

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Definição da Física: Inércia

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

de repouso ou de movimento.

Um automóvel a 120 km ...

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

O que pode acontecer?Por que?

2 • Causas dos Riscos

28

Definição: Rotina

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

(Michaelis)

Corre-se o risco de fazer algoapenas por fazer.

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

2 • Causas dos Riscos

29

É como dirigir um automóvel:

Pela primeira vez � atenção....

Depois que virou rotina ...

2 • Causas dos Riscos

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É como dirigir um automóvel:

Pela primeira vez � atenção....

Depois que virou rotina ...

É aí que mora o perigo !

2 • Causas dos Riscos

31

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

“Sempre fiz assim, sempre deu certo!”

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

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

2 • Causas dos Riscos

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2 • Causas dos Riscos

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

“Sempre fiz assim, sempre deu certo!”

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

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

33

A ROTINA muitas vezes é a causa do risco.

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

O que tem que ser feito então?

2 • Causas dos Riscos

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A ROTINA muitas vezes é a causa do risco.

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

2 • Causas dos Riscos

Ou é a sogra?

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A ROTINA muitas vezes é a causa do risco.

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

Temos que...

2 • Causas dos Riscos

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Riscos originados pela combinação de:

1. Diminuição de resistência do material

2. Diminuição da espessura (chapas, tubos)

3. Aumento da pressão (falhas operacionais ou não)

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

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• Superaquecimento

Modificação da estrutura metalúrgicado material

Diminuição de resistência do material

2 • Causas dos Riscos

Propriedade do material utilizado

2.tP.r

S =

OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

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• Superaquecimento (causas)

Material inadequado para funçãoRisco de Fluência e/ou Ruptura

Material defeituosoDupla Laminação:

vazios no interior da chapa

Diminuição de resistência do material

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

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• Superaquecimento (causas)

Dimensionamento incorretoErro de projeto ou construção

Queimadores mal posicionadosChamas “lambem” a fornalha

Diminuição de resistência do material

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

40

• Superaquecimento (causas)

IncrustaçõesDeposição e agregação de sólido ao aço

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

Diminuição de resistência do material

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

41

Diminuição de resistência do material

Fonte: Gyurkovits, J. L.

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

42

• Superaquecimento (causas)

Marcha ForçadaExcesso de fogo na fornalha

Falta de águaAusência de refrigeraçãoTubo exposto a temperaturas ≅ 500°C

Diminuição de resistência do material

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

43

Diminuição da espessura do material

• Corrosão

• Erosão

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

44

Diminuição da espessura do material

• Corrosãoperigosa porque:

Pressostatos, válvulas de segurança � NÃO detectam

É descoberta apenas por meio de inspeções.

Pode ser: � Interna� Externa

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

45

Diminuição da espessura do material

• Corrosão Interna

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

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

de caldeira) formam uma diferença de potencial

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

46

Diminuição da espessura do material

• Corrosão Interna

- Aeração DiferencialCorrosão nos tubos superiores devido à diferença

de concentração de oxigênio na água

- SalinasConcentrações elevadas de cloretos

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

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

47

Diminuição da espessura do material

• Corrosão Externa

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

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

maresiaatmosfera fortemente poluída

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

48

Diminuição da espessura do material

• Erosão

Caldeiras Aquatubulares Sopradores de fuligem desalinhados

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

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

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

49

Diminuição da espessura do material

Quando Erosão e Corrosão

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

um, se agirem isoladamente.

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

50

Aumento da pressão

• Falhas Operacionais

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

- Válvulas Solenóides�Queimam em posição aberta� Instalação incorreta

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

51

Aumento da pressão

• Falhas Operacionais

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

limite (10%)

- Instrumentos de Indicação� Manômetro:

descalibrado, quebradoligação com caldeira entupida

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

52

Falha Operacional

- Controle de nível não funciona

- Bomba não liga

- Injetor instalado incorretamente

- Falta de treinamento

- Operador com Atividades paralelas fora do ambiente

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

53

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

7 kgf/cm², 3.000 kg/h

Operador do turno da noite:

- “brincadeira” com colega do turno do dia- fecha a válvula de controle de nível

sem avisar- vai para casa e se esquece ...

2 • Causas dos Riscos

54

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

7 kgf/cm², 3.000 kg/h

Operador do turno do dia:

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

pressão na linha de vapor- falhou sistema de bombeamento

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

� Quem é o responsável!

2 • Causas dos Riscos

55

Pontos de Manutenção:

• Contatos elétricos

• Sensores (pressostatos, eletrodos, termômetros)

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

56

Pontos de Manutenção:

• Bomba d’água sentido rotação (circuito trifásicos)

• Célula fotoelétricaqueimadores

• Válvulas de Segurançadesgaste da sede (base) da válvula

• Manômetrocalibração

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

57

A água é classificada:

• segundo seus constituintes • caracterizada conforme os teores de:

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

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

58

Tratamento não adequado da águapode causar:

- Corrosãodiversas formas

- Depósitos / Incrustações / “Hideout”

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

3 Passos/RS

59

Pergunta:

Já solicitaram o exame da água poroutra empresa?

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

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

3 Passos/RS

60

- Gasta-se em motivação

• Pôsteres• Folders• Placas

mas...

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

61

Na segurança... nem tanto

Onde estão apresentados os procedimentos da caldeira?

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

62

Os Procedimentos estão...

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

63

Os Procedimentos estão aqui...

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

64

os Procedimentos estão aqui ?

2 • Causas dos Riscos

Rotina...

O operador já sabe tudo!Não precisa olhar sempre!

Mas...E se ele sofrer algo e

ficar impossibilitado?

Há outra pessoa treinada?

65

Processos da empresa demandam vapor.

Erros de demanda no projeto provocam:

� Sub ou Superdimensionamento do sistema de vapor

Qual o pior?Quais as consequências?

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

2 • Causas dos Riscos OperaçãoManutenção

Tratamento da águaProcedimentos

Processos

66

3 • Prevenção

Identificação- Identificar as Válvulas com Números ou Cores

segundo procedimentos de parada

- Identificação do Limite de Operaçãono Visor de Nível

Comandos eletrônicos podem falhar...

67

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

3 • Prevenção

68

Procedimentos com identificação

• Fotos

• Imagens

Poster grande e visível no ambiente

3 • Prevenção

69

Contatos dos Eletrodos:

IdentificaçãoLimpeza de contatosVerificar medidas de cada um

3 • Prevenção

70

Bombas

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

- Manutenção periódica preventiva

3 • Prevenção

71

3 • Prevenção

� Tratamento adequado da água

� Análise com empresa de confiança

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

� Água na temperatura correta (se possível 80°C)

1 ano

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3 • Prevenção

73

3 • Prevenção

74

3 • Prevenção

75

- NR-13

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

13.3.11 A reciclagem de operadores deve serpermanente

3 • Prevenção