Preveno contra Exploses e outros Riscos da Operao

Prevenção contra Explosões e outros Riscos da Operação de Caldeiras e Sistemas de Vapor 1 Palmas/PR

Luiz Carlos Martinelli Jr. luiz. carlos@martinelli. eng. br 2

Prevenção contra Explosões e outros Riscos 1 2 3 • Definições • Causas dos Riscos • Prevenção 3

1 • Definições Explosão 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) 4

1 • Definições Explosão 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) 5

1 • Definições Explosão Caldeira: Pressão de 10 kgf/cm² (manométrico) Vapor (saturado) 183 ºC • 1 kg água líquida (11 kgf/cm²abs) • 1 kg água vapor (01 kgf/cm²abs = P atmosférica) Software: CATT 2 = 1, 13 litros = 2. 135, 00 litros 1. 890 vezes maior Cada 50 kg (66, 5 L) de água líquida equivalente a 1 kg de pólvora (Raul Peragallo Torreira) 6

1 • Definições Explosão 7

1 • Definições Clipping 8

1 • Definições Clipping 9

1 • Definições Clipping 10

1 • Definições Clipping 11

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1 • Definições Clipping 18

1 • Definições Clipping 19

1 • Definições Caldeiras de Recuperação Clipping 2009 18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011) Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)

1 • Definições Caldeiras de Recuperação Clipping 2010 18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011) Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)

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

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

2 • Causas dos Riscos - Erro Humano (Operação) Manutenção incorreta Materiais (corrosão, etc. ) Procedimentos incorretos Processo (definição de consumo, etc. ) 24

2 • Causas dos Riscos - Erro Humano (Operação) Manutenção incorreta Materiais (corrosão, etc. ) Procedimentos incorretos Processo (definição de consumo, etc. ) Rotina 25

2 • Causas dos Riscos - Erro Humano (Operação) Manutenção incorreta Materiais (corrosão, etc. ) Procedimentos incorretos Processo (definição de consumo, etc. ) Rotina Treinamento Inércia 26

2 • Causas dos Riscos - Erro Humano (Operação) Manutenção Material Procedimento Processo Rotina Treinamento Inércia 27

2 • Causas dos Riscos Comparação Inércia & Rotina Definição da Física: Inércia Propriedade que têm os corpos de 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? 28

2 • Causas dos Riscos Comparação Inércia & Rotina Definição: Rotina Hábito de proceder sempre da mesma maneira, sem atender aos progressos. (Michaelis) Corre-se o risco de fazer algo apenas por fazer. Traz desatenção. . . . 29

2 • Causas dos Riscos (mau) Exemplo para todos. . . É como dirigir um automóvel: Pela primeira vez atenção. . Depois que virou rotina. . . 30

2 • Causas dos Riscos (mau) Exemplo para todos. . . É como dirigir um automóvel: Pela primeira vez atenção. . Depois que virou rotina. . . É aí que mora o perigo! 31

2 • Causas dos Riscos Inércia & Rotina Na operação de caldeiras a inércia e Rotina juntas são muito perigosas. . . “Sempre fiz assim, sempre deu certo!” “Isso não é verdade. . . Nunca deu errado!” “É muito difícil isso acontecer. . . Comigo nunca aconteceu!” 32

2 • Causas dos Riscos Rotina Na operação de caldeiras a inércia e Rotina juntas são muito perigosas. . . “Sempre fiz assim, sempre deu certo!” o i r óp o Nã m “Isso não é verdade. . . Nunca deu errado!” r p i s r o “É muito difícil isso acontecer. . . p a ic f i Comigo nunca aconteceu!” od 33

2 • Causas dos Riscos Rotina 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? 34

2 • Causas dos Riscos Rotina 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 35 Ou é a sogra?

2 • Causas dos Riscos Rotina 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 a r a Temos que. . . v r e s Ob a n i t o R 36

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação 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) 37

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição de resistência do material • Superaquecimento Modificação da estrutura metalúrgica do material Propriedade do material utilizado 38

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição de resistência do material • Superaquecimento (causas) Material inadequado para função Risco de Fluência e/ou Ruptura Material defeituoso Dupla Laminação: vazios no interior da chapa 39

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição de resistência do material • Superaquecimento (causas) Dimensionamento incorreto Erro de projeto ou construção Queimadores mal posicionados Chamas “lambem” a fornalha 40

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição de resistência do material • Superaquecimento (causas) Incrustações Deposição e agregação de sólido ao aço Ocultamento ou “Hide-out” Cristalização fosfatos dissolvidos sobre os tubos 41

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição de resistência do material Fonte: Gyurkovits, J. L. 42

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição de resistência do material • Superaquecimento (causas) Marcha Forçada Excesso de fogo na fornalha Falta de água Ausência de refrigeração Tubo exposto a temperaturas 500°C 43

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição da espessura do material • Corrosão • Erosão 44

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição da espessura do material • Corrosão perigosa porque: Pressostatos, válvulas de segurança NÃO detectam É descoberta apenas por meio de inspeções. Pode ser: Ø Interna Ø Externa 45

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação 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 46

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição da espessura do material • Corrosão Interna - Aeração Diferencial Corrosão nos tubos superiores devido à diferença de concentração de oxigênio na água - Salinas Concentrações elevadas de cloretos - Fragilidade Caustica Soda cáustica (hidróxido de sódio) acima de 5% 47

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação 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 maresia atmosfera fortemente poluída 48

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Diminuição da espessura do material • Erosão Caldeiras Aquatubulares Sopradores de fuligem desalinhados incidem seu jato de vapor sobre os tubos em vez de entre eles. Caldeiras Aquatubulares e Flamotubulares Erosão pelo vapor em sedes de vedação de válvulas de segurança 49

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação 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. 50

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Aumento da pressão • Falhas Operacionais - Pressostatos Ø Bloqueio da comunicação com caldeira Ø Deterioração do diafragma Ø Colamento dos platinados - Válvulas Solenóides Ø Queimam em posição aberta Ø Instalação incorreta 51

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Aumento da pressão • Falhas Operacionais - Válvulas de Segurança Ø Não abre! Ø “Overpressure” acima do limite (10%) - Instrumentos de Indicação Ø Manômetro: descalibrado, quebrado ligação com caldeira entupida 52

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Riscos na Operação Falha Operacional - Controle de nível não funciona - Bomba não liga - Injetor instalado incorretamente - Falta de treinamento - Operador com Atividades paralelas fora do ambiente 53

2 • Causas dos Riscos na Operação Rotina 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. . . 54

2 • Causas dos Riscos na Operação Rotina 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! 55

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Manutenção Pontos de Manutenção: • Contatos elétricos • Sensores (pressostatos, eletrodos, termômetros) 56

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Manutenção Pontos de Manutenção: • Bomba d’água sentido rotação (circuito trifásicos) • Célula fotoelétrica queimadores • Válvulas de Segurança desgaste da sede (base) da válvula • Manômetro calibração 57

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Análise e Tratamento da Água A água é classificada: • segundo seus constituintes • caracterizada conforme os teores de: - Dureza Alcalinidade Sílica Turbidez Gases dissolvidos 58

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Análise e Tratamento da Água Tratamento não adequado da água pode causar: - Corrosão diversas formas - Depósitos / Incrustações / “Hideout” 3 Passos/RS 59

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Análise e Tratamento da Água Pergunta: Já solicitaram o exame da água por outra empresa? É bom (por mais que seja contratual) averiguar a qualidade do serviço 3 Passos/RS 60

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Procedimentos - Gasta-se em motivação • Pôsteres • Folders • Placas mas. . . 61

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Procedimentos Na segurança. . . nem tanto Onde estão apresentados os procedimentos da caldeira? 62

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Procedimentos Os Procedimentos estão. . . 63

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos Processos Procedimentos Os Procedimentos estão aqui. . . 64

2 • Causas dos Riscos Por que os Procedimentos estão aqui ? Rotina. . . O operador já sabe tudo! Não precisa olhar sempre! Mas. . . E se ele sofrer algo e ficar impossibilitado? Há outra pessoa treinada? 65

2 • Causas dos Riscos Operação Manutenção Tratamento da água Procedimentos 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. . . 66

3 • Prevenção Operação da Caldeira Identificação - Identificar as Válvulas com Números ou Cores segundo procedimentos de parada - Identificação do Limite de Operação no Visor de Nível Comandos eletrônicos podem falhar. . . 67

3 • Prevenção Operação da Caldeira Manômetro: Indicação de pressão máxima Trocar Manômetro para escala condizente com uso 68

3 • Prevenção Procedimentos de Partida/Parada Procedimentos com identificação • Fotos • Imagens Poster grande e visível no ambiente 69

3 • Prevenção Manutenção da Caldeira Contatos dos Eletrodos: Identificação Limpeza de contatos Verificar medidas de cada um 70

3 • Prevenção Manutenção da Caldeira Bombas - Proteção contra inversão de sentido de rotação (troca de fases) - Manutenção periódica preventiva 71

3 • Prevenção Análise e Tratamento da Água Ø Tratamento adequado da água 1 ano Ø Análise com empresa de confiança Comparação com resultados de outra empresa? • É interessante! • Evita surpresas. • Pode confirmar os resultados da empresa ou não. Ø Água na temperatura correta (se possível 80°C) 72

3 • Prevenção Análise e Tratamento da Água 73

3 • Prevenção Análise e Tratamento da Água 74

3 • Prevenção Análise e Tratamento da Água 75

3 • Prevenção Treinamento do Operador - 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 ser permanente 76

Luiz Carlos Martinelli Jr. luiz. carlos@martinelli. eng. br www. martinelli. eng. br 77