O ensaio de chama de agulha para avaliar o perigo de incêndio por simulação

Saiba como deve ser executado o ensaio de chama de agulha para simular o efeito de uma pequena chama que pode surgir de condições de falha, a fim de avaliar o perigo de incêndio por simulação.

A NBR IEC 60695-11-5 de 12/2020 – Ensaios relativos ao risco de fogo – Parte 11-5: Ensaio de chama — Método de ensaio de chama de agulha — Aparelhagem, dispositivo de ensaio de verificação e orientações especifica o ensaio de chama de agulha para simular o efeito de uma pequena chama que pode surgir de condições de falha, a fim de avaliar o perigo de incêndio por simulação. Os resultados deste ensaio podem ser utilizados como elementos de avaliação de perigo de incêndio, levando em consideração todos os fatores que são pertinentes para uma avaliação de perigo de incêndio em uma utilização final específica.

Esta norma é aplicável aos equipamentos eletrotécnicos, seus subconjuntos e componentes, assim como aos materiais isolantes elétricos sólidos ou outros materiais combustíveis. Esta publicação básica de segurança é destinada a ser utilizada pelas Comissões de Estudo na elaboração de normas, de acordo com os princípios estabelecidos nos Guia IEC 104 e Guia ISO IEC 51.

Uma das responsabilidades de uma Comissão de Estudo é, onde aplicável, utilizar as publicações básicas de segurança na elaboração de suas publicações. Os requisitos, os métodos ou as condições de ensaio desta publicação básica de segurança serão aplicáveis somente se especificamente referenciados ou incluídos nas publicações correspondentes.

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Como deve ser feita a avaliação dos resultados do ensaio?

Qual é o princípio da verificação da chama de ensaio?

Qual deve ser o procedimento para o ensaio?

Qual deve ser a disposição do ensaio de verificação?

O melhor método para ensaiar os produtos eletrotécnicos, no que diz respeito aos ensaios de fogo, é reproduzir exatamente as condições que ocorrem na prática. Na maioria dos casos isto não é possível. Portanto, por razões práticas, os ensaios de produtos eletrotécnicos, no que diz respeito aos perigos de fogo, são melhor efetuados pela simulação, tão próxima quanto possível, do que ocorre realmente na prática.

As partes de um equipamento eletrotécnico podem ser expostas a um esforço térmico excessivo devido aos efeitos elétricos, o que pode gerar uma deterioração que pode prejudicar a segurança do equipamento. Convém que estas partes não sejam afetadas de maneira anormal pelo calor ou pelo fogo gerado no interior do equipamento.

As partes de material isolante ou de outro material combustível que podem propagar as chamas ao interior do equipamento podem entrar em ignição pelas chamas produzidas por falha de um componente. As chamas também podem ocorrer em certas condições, por exemplo, um trilhamento devido a uma corrente de falha, componentes ou partes de componentes em sobrecarga e mau contato; estas chamas podem também ocorrer nas partes combustíveis em suas proximidades.

Esta parte é destinada a ser utilizada para medir e descrever as propriedades dos materiais, dos produtos ou das montagens em resposta ao calor e às chamas em condições controladas de laboratório. Ela não é destinada a ser utilizada para descrever ou avaliar o perigo de incêndio ou de risco de incêndio dos materiais, dos produtos ou das montagens nas condições de fogo reais.

Esta norma pode envolver os materiais, as operações e os equipamentos que ofereçam perigos. Não tem o propósito de abranger todos os problemas de segurança associados com a sua utilização. É de responsabilidade de o usuário desta norma estabelecer as práticas de saúde e de segurança apropriadas e determinar a aplicabilidade das limitações regulamentares antes de utilizá-la.

O ensaio é realizado para verificar se, nas condições, a chama de ensaio não produz ignição das partes ou, no caso de ignição, se as partes combustíveis inflamadas pela chama de ensaio queimam em um tempo limitado ou queimam em uma extensão limitada, sem propagar o fogo por chamas ou partículas inflamadas ou incandescentes caindo da amostra em ensaio. A chama de ensaio, aplicada na amostra de ensaio, imita uma chama que pode surgir de um componente que está próximo da amostra de ensaio na aplicação real.

Esta chama pode ter ocorrido, por exemplo, por causa de uma falha elétrica. A especificação de produto aplicável deve especificar, se aplicável, a duração da aplicação da chama de ensaio e os critérios de aceitação.

Para a aparelhagem de ensaio, o queimador para produzir a chama de ensaio deve consistir em um tubo com pelo menos 35 mm de comprimento, com diâmetro interno de 0,5 mm ± 0,1 mm e diâmetro externo não excedendo 0,9 mm. O tubo especificado na ISO 9626:2016 (0,8 mm de parede normal ou parede fina) atende a estes requisitos.

O queimador é alimentado com gás butano ou propano, com pureza de pelo menos 95%. Com o eixo do queimador na posição vertical, inflamar a alimentação de gás e regular o fluxo de gás, de maneira a assegurar que a altura total da chama seja de 12 mm ± 1 mm, quando ela for observada sob luminosidade reduzida contra um fundo preto, e que a chama seja simétrica.

Aguardar pelo menos 5 min para permitir que o queimador atinja as condições de equilíbrio. Não pode ser admitido ar no tubo do queimador. A chama deve ser verificada utilizando a aparelhagem e o método detalhado no Anexo A. Uma válvula de controle é requerida para regular o fluxo de gás, para assegurar que a altura total da chama esteja dentro das tolerâncias requeridas.

A capela de laboratório/câmara deve ter um volume interno de pelo menos 0,5 m³. A câmara deve proporcionar um ambiente livre de correntes de ar, ao mesmo tempo em que permite uma circulação térmica normal do ar em torno da amostra em ensaio. A câmara deve permitir a observação do ensaio em andamento.

As superfícies internas das paredes devem ser na cor preta. Em caso de dúvida, o nível de luz registrado deve ser inferior a 20 lx, utilizando um luxímetro, voltado para a parte traseira da câmara e posicionado no lugar da amostra de ensaio. Por razões de segurança e comodidade, é desejável que esta capela/câmara (que pode ser completamente fechada) seja equipada com um dispositivo de extração, como um exaustor, para retirar os produtos da combustão, que podem ser tóxicos.

O exaustor, se utilizado, deve ser desligado durante o ensaio e ligado imediatamente após as cronometragens. Pode ser necessário um dispositivo antirretorno. É considerado útil colocar um espelho na câmara, para ter uma visão da parte posterior da amostra.

Para avaliar a possibilidade de propagação do fogo, por exemplo, por partículas inflamadas ou incandescentes que podem cair da amostra, um anteparo do material ou dos componentes que normalmente circundam a amostra ou estão situados abaixo dela deve ser colocado sob a amostra, a uma distância igual àquela existente entre a amostra e o material, ou os componentes que a circundam, quando montada como em uso normal.

Se a amostra for um subconjunto ou um componente do equipamento e for ensaiada separadamente, considerando que os materiais e as distâncias ao redor sejam desconhecidos, uma placa plana e lisa de madeira, com aproximadamente 10 mm de espessura, recoberta com uma única camada de papel de seda (3.13), deve ser posicionada a uma distância de 200 mm ± 5 mm abaixo do local onde a chama é aplicada na amostra. Se a amostra for um equipamento completo autoportante, ela deve ser colocada em sua posição normal de utilização, sobre uma placa de madeira recoberta com papel de seda, ultrapassando pelo menos 100 mm além da base da amostra em todas as direções.

Se a amostra for um equipamento completo destinado a ser montado em parede, ela deve ser fixada em sua posição normal de utilização, a 200 mm ± 5 mm acima da placa de madeira recoberta com papel de seda. O cronômetro deve ter resolução de pelo menos 0,5 s. Se possível, a amostra de ensaio deve ser um equipamento completo, um subconjunto ou um componente.

Se for necessário retirar partes do invólucro ou cortar um pedaço conveniente para realizar o ensaio, devem-se tomar precauções para assegurar que as condições de ensaio não sejam significativamente diferentes das que ocorrem em condições normais de utilização, no que diz respeito à forma, ventilação, efeito das solicitações térmicas e possíveis ocorrências de chamas, ou de partículas incandescentes ou inflamadas que caem nas proximidades da amostra.

Se a amostra de ensaio for uma parte apropriada, retirada de um elemento maior, devem-se tomar precauções para assegurar que, neste caso particular, a chama de ensaio não seja aplicada de maneira incorreta, por exemplo, em uma borda obtida pelo corte. Se não for possível realizar o ensaio em um subconjunto ou componente quando ele estiver no interior do equipamento, o ensaio é realizado em uma amostra retirada do equipamento.

Os valores preferenciais da duração da aplicação (ta) da chama de ensaio são os seguintes: 5 s, 10 s, 15 s, 20 s, 30 s, 60 s e 120 s. A tolerância para todos os valores é de 0 − 1 s. Convém que a duração da aplicação da chama de ensaio seja escolhida em função das características do produto acabado. Ver o Anexo C, que fornece um exemplo de sistema de classificação para o ensaio de chama da agulha.

Salvo prescrição contrária na especificação particular, a amostra de ensaio e a placa de madeira recoberta com papel de seda devem ser condicionadas por pelo menos 24 h em uma atmosfera com temperatura entre 15 °C e 35 °C e umidade relativa entre 45 % e 75 %, antes do início do ensaio. Uma vez retiradas da atmosfera de condicionamento, as amostras de ensaio devem ser ensaiadas em um intervalo de 1 h (ver ISO 291).

Salvo especificação contrária, todas as amostras de ensaio devem ser ensaiadas nas condições atmosféricas normalizadas de ensaio descritas a seguir: temperatura: 15 °C a 35 °C; e umidade relativa: ≤ 75 %. Devem ser tomadas precauções para preservar a saúde do pessoal que realiza os ensaios contra: os riscos de explosão ou fogo; a inalação de fumaça e/ou produtos tóxicos; os resíduos tóxicos.

Salvo prescrição contrária na especificação particular, a amostra de ensaio deve ser colocada na posição de utilização normal, de forma que a ocorrência da ignição seja a mais provável. Os dispositivos de fixação da amostra de ensaio não podem ter influência sobre os efeitos da chama de ensaio ou sobre a propagação das chamas, a não ser aquelas influências que podem ocorrer em condições normais de utilização.

A chama de ensaio deve ser aplicada à parte da superfície da amostra de ensaio que é mais provável de ser afetada pela chama proveniente do uso normal ou de uma falha. A duração da aplicação da chama de ensaio deve ser definida na especificação particular. Com o eixo central do tubo do queimador na posição vertical, colocar o queimador distanciado da amostra de ensaio e regular o queimador (ver 5.1) para produzir uma chama de ensaio nominal normalizada de 12 mm.

Aguardar pelo menos 5 min para permitir que o queimador atinja as condições de equilíbrio. Girar o queimador de forma que o tubo do queimador seja posicionado a um ângulo de 45° ± 5° em relação à vertical ao longo de toda a duração do ensaio. A chama de ensaio deve ser posicionada de maneira que a ponta da chama esteja em contato com a superfície da amostra de ensaio.

Se a amostra de ensaio estiver colocada verticalmente acima da chama de ensaio, um espaçamento de 8 mm ± 1 mm deve ser mantido entre o centro da ponta do queimador e a parte restante da amostra, durante o ensaio, ignorando qualquer filete de material derretido. Se a amostra estiver colocada horizontalmente em relação à chama de ensaio, um espaçamento de 5 mm ± 1 mm deve ser mantido entre o centro da ponta do queimador e a parte restante da amostra durante o ensaio.

A chama de ensaio é retirada após o tempo especificado de aplicação da chama (ta) (ver Seção 7). Se a especificação particular exigir, o ensaio é realizado em mais de um ponto da mesma amostra de ensaio e, neste caso, cuidados devem ser tomados para assegurar que qualquer deterioração causada pelo ensaio precedente não afete o resultado do ensaio a ser realizado. Salvo prescrição contrária na especificação particular, o ensaio é realizado em três amostras de ensaio.

IEEE C57.12.01: os requisitos dos transformadores de potência

Essa norma, editada pela IEEE em 2020, trata dos requisitos elétricos, mecânicos e de segurança de transformadores de distribuição do tipo seco ventilado, não ventilado e selado e transformadores de energia ou autotransformadores (monofásicos e polifásicos, com uma tensão de 601 V ou superior no enrolamento de tensão mais alta) são descritos neste documento.

A IEEE C57.12.01:2020 – IEEE Standard for General Requirements for Dry-Type Distribution and Power Transformers trata dos requisitos elétricos, mecânicos e de segurança de transformadores distribuição do tipo seco ventilado, não ventilado e selado e transformadores de energia ou autotransformadores (monofásicos e polifásicos, com uma tensão de 601 V ou superior no enrolamento de tensão mais alta) são descritos neste documento. Descreve os requisitos elétricos e mecânicos de transformadores de potência ou autotransformadores de distribuição e autotransformadores monofásicos e polifásicos ventilados, não ventilados e selados do tipo seco, com uma tensão de 601 V ou superior no enrolamento de tensão mais alta.

Esta norma se aplica a todos os transformadores do tipo seco, incluindo aqueles com enrolamentos fundidos sólidos e/ou encapsulados em resina, exceto os transformadores de instrumentos; os reguladores de tensão de indução e etapa; os transformadores de forno a arco; os transformadores retificadores; os transformadores especializados e de uso geral; os transformadores de minas; os transformadores de ensaios; e os transformadores de soldagem. Tem como objetivo servir de base para o estabelecimento de desempenho, requisitos de intercambialidade dos equipamentos descritos e para auxiliar na seleção adequada de tais equipamentos.

Conteúdo da norma

1 Visão geral 12

1.1 Escopo 12

1.2 Objetivo 12

1.3 Uso de palavras 13

2 Referências normativas 13

3 Definições 14

4 Condições de serviço 14

4.1 Condições usuais de serviço 14

4.2 Condições de serviço incomuns 15

5 Dados de classificação 18

5.1 Classes de resfriamento de transformadores 18

5.2 Frequência 19

5,3 Fases 19

5,4 Quilovolts-amperes nominais 20

5,5 Tensão nominal e enrolamentos 21

5,6 Conexões 21

5.7 Polaridade, deslocamento angular e marcas terminais 21

5,8 Impedância 22

5,9 Perdas totais 22

5.10 Níveis de isolamento 23

5.11 Aumento de temperatura e capacidade do sistema de isolamento 27

5.12 Placas de identificação 30

6 Construção 34

6.1 Requisitos de pressão do tanque 34

6.2 Acabamento do tanque ou gabinete 34

6.3 Provisões de manuseio 34

6.4 Acessórios para transformadores 35

6.5 Terminais 35

6.6 Aterramento 35

6,7 Remessa 35

7 Características de curto-circuito 35

7.1 Geral 35

7.2 Categorias de transformadores 35

7.3 Duração da corrente de curto-circuito e magnitude 36

7.4 Dados de sequência zero do sistema 39

7.5 Condições de aplicação que requerem consideração especial 39

7.6 Componentes 39

7,7 Base de classificação em quilovolts-ampere de um enrolamento 39

7.8 Efeitos da temperatura nos enrolamentos do transformador durante condições de curto-circuito 40

7.9 Limites de temperatura do transformador para condições de curto-circuito 40

7.10 Cálculo da temperatura do enrolamento durante um curto-circuito 40

8 Ensaio e cálculos 42

8.1 Geral 42

8.2 Classificações de teste 43

8.3 Rotina, projeto e outros testes para transformadores 43

8.4 Cálculos 44

8.5 Conversão de frequência dos parâmetros de desempenho do transformador (50/60 Hz) 44

9 Tolerâncias 44

9.1 Razão 44

9.2 Impedância 44

9.3 Perdas 45

10 Conexão de transformadores para embarque 45

Anexo A (informativo) Bibliografia 46

Anexo B (informativo) Isolamento em alta altitude 47

Essa norma é o resultado de um esforço que abrange os interesses de usuários, fabricantes e outros dedicados a produzir normas de consenso voluntário para transformadores do tipo seco. Esta norma foi publicada pela primeira vez em 1979 e foi revisada e atualizada em 1989, 1998, 2005 e 2015. Na versão atual da norma, as classificações de resfriamento foram revisadas para se correlacionar com as encontradas nas normas IEC e IEEE C57.12.00 e a descrição dos transformadores conectados Scott T foi aprimorada.

Além disso, as tensões máximas do sistema foram adicionadas para complementar as tensões nominais do sistema na Tabela 3 e as classes de tensão de 0,25 kV e 0,6 kV foram removidas porque estão fora do escopo. O método e protocolo de teste de descarga parcial (PD) foram movidos para IEEE Std C57.12.91 e um cálculo térmico alternativo de curto-circuito foi adicionado a partir da IEC.

Os ensaios dielétricos discutidos nesta norma consistem em testes de baixa e alta frequência. Os ensaios de baixa frequência incluem tensões induzidas de até duas vezes a voltagem nominal, que têm como objetivo verificar a integridade dos sistemas de isolamento entre espiras e camada a camada. Os testes de potencial aplicados verificam a integridade dos principais sistemas de isolamento ao aterramento e entre enrolamentos separados. Os testes de alta frequência incluem uma onda de 1,2 × 50 µs e uma onda cortada para verificar a integridade dos enrolamentos elétricos para resistir a raios e certas comutações transientes.

É importante consultar a NEMA ST 20 [B10] 1 e o National Electrical Code® (NEC®) (NFPA 70) 2,3 [B11], pois essas normas se referem a este padrão. A NEMA ST 20 é uma norma para transformadores do tipo com enrolamentos primários conectados a circuitos de distribuição secundária com tensões de 600 V e abaixo, geralmente instalados e usados de acordo com o Código Elétrico Nacional. NEMA ST 20 é referenciado nesta introdução para informações sobre tensões de 600 V e aplicações abaixo apenas.

Esta revisão foi desenvolvida pelo Grupo de Trabalho de Requisitos Gerais para Distribuição do Tipo Seco e Transformadores de Força do Subcomitê de Transformadores do Tipo Seco do Comitê de Transformadores do IEEE da Sociedade de Energia e Potência IEEE. Para os fins deste documento, os seguintes termos e definições se aplicam. O IEEE Standards Dictionary Online deve ser consultado para termos não definidos nesta cláusula. A terminologia padrão do transformador, que está disponível no IEEE Std C57.12.80,12, também se aplica.

A temperatura de referência, salvo indicação em contrário, deve ser definida como 20 ° C mais o aumento médio nominal do enrolamento. Para transformadores de enrolamento múltiplo que têm mais de uma elevação média nominal do enrolamento, a maior elevação média do enrolamento deve ser usada para determinar a temperatura de referência; temperatura de referência para perdas sem carga: As perdas sem carga dos transformadores de distribuição e potência devem ser determinadas com base em uma temperatura de referência a 20 °C.

A detecção de descargas parciais e anomalias mecânicas em subestações

Conheça quais são os ensaios de emissão acústica (EA) para detectar e localizar descargas parciais e anomalias mecânicas (DPAM) em subestação isolada a gás. Não se aplica aos sistemas acústicos com disparo (trigger) elétrico de descargas parciais (DP). 

A NBR 16926 de 11/2020 – Ensaios nãos destrutivos – Emissão acústica – Detecção e localização de descargas parciais e anomalias mecânicas (DPAM) em subestação isolada a gás descreve o método de ensaio de emissão acústica (EA) para detectar e localizar descargas parciais e anomalias mecânicas (DPAM) em subestação isolada a gás. Não se aplica aos sistemas acústicos com disparo (trigger) elétrico de descargas parciais (DP). Embora destinada à utilização em campo, esta norma também pode ser utilizada em ambiente de fábrica e laboratórios.

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O que deve conter o relatório de ensaio?

Quais as características dos sensores para EA?

Quais devem ser os tipos de filtros?

Quais as capacidades dos sistemas de medição de EA portáteis?

As descargas parciais (DP) são as descargas elétricas que curto-circuitam parte da isolação entre dois eletrodos, que podem ocorrer adjacentemente ou não ao eletrodo ou à outra parte da isolação. A emissão acústica (EA) é um fenômeno físico pelo qual as ondas elásticas transientes são geradas pela liberação rápida de energia de fontes localizadas em um material.

EA é o termo utilizado para chamar o fenômeno, as ondas geradas e o método de ensaio não destrutivo. Outros termos utilizados na literatura de EA incluem: emissão de ondas de tensão mecânica, atividade microssísmica e emissão, entre outros.

A pessoa que executa o ensaio de emissão acústica deve atender aos requisitos da NBR NM ISO 9712. A estrutura a ser ensaiada deve estar conectada a um ponto de aterramento de baixa resistência. Todo o pessoal deve ser mantido a uma distância segura da estrutura sob ensaio, durante as operações de energização ou desenergização.

Durante a instalação dos sensores, da verificação do desempenho do sistema de EA e desinstalação dos sensores, a pessoa qualificada deve obedecer às distâncias de segurança referentes às partes energizadas. O proprietário e o executante do ensaio devem avaliar, em conjunto, as condições gerais das estruturas e do ambiente, buscando meios para minimizar os riscos inerentes ao ensaio. O proprietário deve providenciar a liberação formal para a realização do ensaio.

Para uma descrição mais detalhada dos componentes de um sistema de medição de EA e de suas características, consultar a NBR 15360. Os requisitos de desempenho do sistema de medição de EA encontram-se descritos no Anexo A.

Como procedimento de ensaio de emissão acústica, apesar de os dados de EA serem úteis por si só, sua importância se torna ainda maior quando em conjunto com dados de análises do gás isolante. As estruturas são monitoradas quando em funcionamento, o que requer precauções de segurança, conforme especificado na Seção 5.

A área em torno das estruturas sob ensaio pode ser sinalizada de forma a evitar a interferência humana, introduzindo sinais indesejados nos resultados do ensaio. Antes da montagem do sistema de medição de EA, uma inspeção visual das estruturas a serem ensaiadas deve ser realizada, para assegurar que estejam livres de qualquer condição proibitiva para o ensaio ou que afete adversamente os resultados.

Para uma correta montagem para o ensaio, os sensores de EA devem ser instalados considerando-se as características de projeto e de operação e/ou o histórico das estruturas a serem ensaiadas. A conexão dos sensores de EA ao restante do sistema de medição de EA deve ser feita por meio de cabos coaxiais.

O encaminhamento dos cabos deve ser escolhido de forma a minimizar a interferência eletromagnética induzida sobre eles. Deve-se cuidar para não criar obstáculos à operacionalidade normal do sistema. Após o acoplamento do sensor, caso necessário, realizar a verificação do funcionamento do sistema de medição, não havendo necessidade de mencionar o valor a ser detectado.

Nos casos de avaliações iniciais, quando ainda não existirem indicações da presença de DPAM em regiões específicas, os sensores de EA devem ser montados nas estruturas a serem ensaiadas, utilizando distâncias de até 3 m. O acoplante utilizado deve assegurar uma transmissão eficiente do sinal de EA da superfície da estrutura para o sensor.

O excesso de acoplante não é danoso, enquanto que acoplante insuficiente pode reduzir a capacidade de detecção do sensor. É necessária uma boa fixação do sensor, com pressão suficiente, para garantir que nenhum sinal seja gerado devido à sua movimentação na superfície da estrutura.

A técnica de medição é sob demanda e pontual, não dependendo das variáveis operativas do sistema elétrico. A técnica de monitoramento depende das condições operacionais da estrutura sob ensaio e deve ser estabelecida caso a caso. Quando necessário, variar as condições de operação da estrutura sob ensaio, de forma a auxiliar a caracterização das fontes de EA, como, por exemplo, variações de corrente e tensão.

A pessoa qualificada para a realização do ensaio deve analisar, previamente, as condições operacionais dos equipamentos, de forma a assegurar que o período de monitoramento compreenda as alterações mais representativas do funcionamento destes equipamentos. A configuração inicial do sistema de medição de EA deve ser estabelecida de tal forma que os ajustes de sensibilidade auxiliem na obtenção de um padrão de EA. A configuração pode ser otimizada durante o ensaio.

Uma localização aproximada de uma ou mais fontes de EA pode ser obtida com o correto posicionamento dos sensores, de forma a abranger todo o equipamento. Um reposicionamento de sensores auxilia na acurácia da localização da região onde a atividade de EA é detectada com maior intensidade.

Os requisitos normativos do biodiesel e/ou óleo diesel BX

Compreenda os procedimentos para o armazenamento, transporte, abastecimento e controle de qualidade de biodiesel e/ou óleo diesel BX.

A NBR 15512 de 11/2020 – Armazenamento, transporte, abastecimento e controle de qualidade de biodiesel e/ou óleo diesel BX estabelece os requisitos e procedimentos para o armazenamento, transporte, abastecimento e controle de qualidade de biodiesel e/ou óleo diesel BX. Os procedimentos aplicam-se aos sistemas de recebimento, armazenamento, expedição, transporte e abastecimento, na produção, distribuição e revenda de biodiesel e/ou óleo diesel BX, e abrangem modos de transporte, tanques de armazenamento ou quaisquer outras instalações apropriadas para armazenamento, incluindo ponto de abastecimento.

O uso desta norma pode envolver o emprego de materiais, operações e equipamentos perigosos, e essa norma não pretende tratar de todos os problemas de segurança associados com seu uso. É responsabilidade de o usuário estabelecer as práticas de segurança e saúde apropriadas, bem como determinar a aplicabilidade de limitações regulamentares, antes de seu uso.

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Como deve ser a conformidade do tanque de armazenamento no produtor, distribuidor e terminais?

Por que deve ser evitada a troca de produtos nos tanques de armazenamento?

Quais são os limites de misturas e/ou contaminações do biodiesel?

Como deve ser a guarda de amostra-testemunha?

O biodiesel é um combustível composto de alquil ésteres de ácidos carboxílicos de cadeia longa, produzido a partir da transesterificação e/ou esterificação de matérias graxas, de gorduras de origem vegetal ou animal, conforme especificação estabelecida na legislação vigente. O biocombustível somente pode ser considerado biodiesel se atender à especificação estabelecida pela legislação vigente. O óleo diesel BX é um combustível de uso rodoviário ou não rodoviário, destinado aos veículos e equipamentos dotados de motores do ciclo Diesel, produzido nas refinarias, nas centrais de matérias-primas petroquímicas e nos formuladores, misturado ao biodiesel em proporção definida (X%). Os equipamentos de medição para fins de ensaio exigível na legislação vigente devem ser verificados e calibrados, conforme estabelecido na NBR ISO 10012.

O produtor, distribuidor, transportador, revendedor e o ponto de abastecimento devem manter as instalações adequadas ao armazenamento, manuseio e movimentação do biodiesel e/ou diesel BX a serem comercializados, conforme os requisitos mínimos apresentados nesta Seção. Face às características dos produtos, alguns cuidados devem ser tomados, visando preservar a qualidade e evitar as alterações. A seguir, são apresentados alguns aspectos do biodiesel e/ou diesel BX que influenciam sua movimentação e armazenamento, bem como a qualidade do produto.

O biodiesel pode remover ou dissolver resíduos depositados nos tanques. Assim sendo, deve-se efetuar a limpeza do tanque antes de utilizá-lo para estocar este produto, conforme especificado na NBR 17505-5. O biodiesel e/ou diesel BX em temperaturas próximas ao ponto de congelamento têm um aumento de viscosidade, que pode comprometer as operações de bombeamento e descarga e a realização da mistura biodiesel com óleo diesel nas operações de carregamento.

O biodiesel e/ou diesel BX degradam certos tipos de borracha utilizados na fabricação de mangueiras, gaxetas e anéis de vedação. Deve-se evitar o seu contato com acessórios fabricados com borracha nitrílica ou borracha natural. As mangueiras devem ser fabricadas à base de politetrafluoretileno ou poliamidas, conforme a BS 5842.

As gaxetas e os anéis de vedação utilizados no sistema de movimentação, armazenamento e transferência também devem ser fabricados em politetrafluoretileno ou poliamidas. Deve-se evitar contato do produto com cobre, chumbo, cádmio, estanho, zinco e ligas metálicas que contenham esses metais e aços galvanizados, pois isso pode aumentar a concentração de sedimentos no produto, se houver contato por um longo período.

Os recipientes plásticos fabricados com polietilenos e polipropilenos podem ser permeáveis a biodiesel e/ou óleo BX, portanto, para armazenamento e/ou movimentação por tubulação não metálica, a taxa de permeação do biodiesel e óleo diesel BX não pode ser superior a 2,0 g/m²/dia, conforme especificado nas NBR 14722 e NBR 15931. Para assegurar a qualidade do biodiesel armazenado por mais de 30 dias, recomenda-se o monitoramento, avaliando-se primeiramente a água total, o índice de acidez e, em seguida, a estabilidade à oxidação, para verificar se o produto se mantém conforme a especificação vigente.

Recomenda-se que o produtor utilize aditivos antioxidantes. O biodiesel e/ou diesel BX também podem sofrer decomposição por hidrólise, ou seja, pela ação da água. A presença da água é capaz de alterar a sua composição, trazendo sérias implicações para os sistemas de movimentação e armazenamento, introduzindo a possibilidade de elevação da acidez.

Pode ocorrer o estabelecimento de processos corrosivos e formação de sedimentos de origem química (goma e óxidos de ferro) e a proliferação de micro-organismos e estabelecimento de processos de biocorrosão e de formação de biodepósitos (sedimentos de origem microbiana). Recomenda-se monitorar a estabilidade hidrolítica do biodiesel por meio da medição regular do teor de água total, do número de acidez e de sedimentos. Para o caso de tanques, a amostragem deve ser em conformidade com a NBR 14883.

Os tanques devem ser projetados e construídos conforme as NBR 15461, NBR 7821 e NBR 16161, ou outras normas internacionalmente aceitas. A disposição dos tanques deve seguir a NBR 17505 (todas as partes). O sistema de filtração deve ser adequado para assegurar a qualidade do produto, devendo estar convenientemente instalado em todas as etapas de movimentação, de modo a assegurar o descarregamento de produto aos tanques, assim como o seu carregamento para a remoção de impurezas antes da mistura ao óleo diesel.

Recomenda-se que os sistemas de filtração possuam identificação adequada, de forma a permitir a verificação dos registros de manutenção, bem como drenos, pontos para amostragem, manômetro de leitura direta de diferencial de pressão, válvulas de alívio de pressão e eliminadora de ar. Recomenda-se que todo o abastecimento de veículo disponha de sistema de filtração dotado de filtro coalescedor e elemento filtrante com grau de retenção de partículas de 10 μm no máximo, podendo, complementarmente, utilizar os parâmetros de filtração em todos os elos da cadeia de abastecimento.

A verificação do funcionamento dos filtros e drenagem da água separada no filtro coalescedor deve ser realizada antes do início da operação, com a manutenção do equipamento seguindo as recomendações do fabricante. Para fins de transporte terrestre, o biodiesel deve ser considerado produto não perigoso. O enquadramento adotado é devido à inexistência da classificação ONU para o biodiesel e dos estudos de ecotoxicidade existentes na literatura internacional.

Para fins de transporte terrestre, o diesel BX deve ser classificado de acordo com o número ONU 1202 (óleo diesel), classe de risco 3 (líquido inflamável). O carregamento dos compartimentos dos modos de transporte deve ser feito mediante a prévia verificação e garantia do total esgotamento do produto anteriormente transportado. O tanque para transporte rodoviário dos produtos abrangidos por esta norma deve seguir as especificações vigentes, observados os requisitos constantes na Seção 5, alíneas c) a e). O tanque para transporte ferroviário dos produtos abrangidos por esta norma deve ser projetado, construído, ensaiado e inspecionado periodicamente conforme as especificações vigentes, observados os requisitos constantes na Seção 5, alíneas c) e d).

O transporte por via terrestre dos produtos abrangidos por esta norma deve atender às NBR 7500, NBR 7501, NBR 7503, NBR 9735, NBR 13221, NBR 14064, NBR 14619 e NBR 15481. Para armazenamento, consumo e transporte de biocombustíveis em embarcações, devem ser seguidos os requisitos vigentes estabelecidos por órgão competente. Os requisitos de operação dos tanques de armazenamento devem atender à NBR 17505-5.

Nas várias etapas do sistema de produção, distribuição e revenda de biodiesel e/ou diesel BX, são necessárias coletas de amostras e realização de ensaios seguindo padrões internos, ou requisitos legais, para a garantia de qualidade. As coletas e os ensaios de amostras objetivam verificar a conformidade do produto, tanto por meio de suas respectivas especificações, quanto visando detectar possíveis contaminações ou degradações do biodiesel e/ou diesel BX no transporte e/ou armazenamento. Devem ser coletadas amostras representativas no recebimento e na expedição do produto, de acordo com a NBR 14883.

Devem-se utilizar recipientes fabricados com materiais distintos dos descritos na Seção 5, alíneas c) e d), para a amostragem de biodiesel e/ou diesel BX. Para o biodiesel, quando a amostragem for realizada em tanques sem movimentação há mais de 30 dias, é recomendado que os controles sejam precedidos da verificação da homogeneidade do biodiesel no tanque por meio da determinação da massa específica em amostras coletadas nos níveis superior, médio e inferior do tanque, quando aplicável.

Caso a diferença entre as massas específicas seja maior que 3 kg/m³, os ensaios de controle de qualidade do tanque devem ser realizados nas três amostras dos diferentes níveis. Caso comprove-se a homogeneidade do tanque, os ensaios podem ser realizados na amostra composta do tanque. Em todas as etapas dos procedimentos de controle de qualidade em que for previsto o ensaio de aparência, o biodiesel deve estar claro, límpido e visualmente isento de água livre e de material sólido (ver NBR 16048).

A avaliação deve ser realizada em amostra de 1 L, em recipiente de vidro transparente, sem qualquer tipo de imperfeição, de modo a possibilitar a agitação por rotação da amostra. Devido à característica higroscópica do biodiesel, o processo de amostragem deve evitar o contato da amostra com a umidade do ar, para não interferir nos resultados de análise de teor de umidade.

Os seguintes documentos da qualidade são partes integrantes desta norma, conforme a Seção 3: certificado da qualidade do biodiesel; boletim de conformidade do diesel BX. O controle de qualidade do biodiesel deve ser realizado nas etapas de recebimento, armazenamento e liberação do produto. Para a execução dos ensaios previstos para emissão do “certificado da qualidade”, recomenda-se coletar no mínimo 2 L de biodiesel. Para a emissão do “boletim de conformidade”, recomenda-se coletar no mínimo 1 L de diesel BX.

O biodiesel recebido em bases e terminais deve ser acompanhado do certificado da qualidade, e o diesel BX deve ser acompanhado do boletim de conformidade. Antes do recebimento do produto, devem ser verificados os resultados dos ensaios realizados na origem, constantes no documento da qualidade, os quais devem estar de acordo com as especificações vigentes. Os primeiros ensaios a serem realizados no recebimento do produto são os de aspecto e de massa específica.

Para a correção de massa específica à temperatura de 20 °C, consultar a tabela de conversão da Resolução CNP 6, 1970. A inspeção da inviolabilidade dos lacres na boca de visita, conexões de descarga e enchimento devem seguir as referências e cores informadas pelo fornecedor. A verificação da conformidade do produto deve ser realizada em cada tanque ou compartimento, coletando-se a amostra, de modo a investigar a presença de qualquer vestígio de partículas contaminantes. Recomenda-se a utilização de mangote adequado ao biodiesel e ao diesel BX, com material compatível.

O produto contido no tanque recebedor deve ser analisado, verificando-se a conformidade dos resultados obtidos, tomando-se por referência a regulamentação vigente. Os tanques devem estar isentos de impurezas, como água e partículas sólidas. Recomenda-se que a verificação da presença de impurezas seja realizada e registrada. As aberturas dos tanques para transporte ou armazenamento, aéreo ou enterrado, devem ser vedadas, para evitar a entrada de água.

Recomenda-se a drenagem de fundo dos tanques aéreos para avaliar a presença de água livre antes da liberação do produto para expedição. Para os tanques enterrados, verificar a presença de água livre pelo menos semanalmente. Para minimizar os riscos de geração de eletricidade estática, o recipiente metálico utilizado para a drenagem deve estar ligado com cabo antiestático ao equipamento e deve assegurar boas condições de aterramento do tanque.

A inspeção interna do tanque é feita de acordo com a API STD 653. Para execução da inspeção interna, o tanque deve ser previamente limpo. A inspeção interna de tanques pode envolver trabalho em ambiente confinado e/ou em atmosfera explosiva. Seguir as orientações de saúde e segurança para trabalho em ambiente confinado e para o uso de equipamento adequado.

A verificação a olho nu da presença de água livre, partículas sólidas, contaminação microbiana e impurezas deve ser realizada com periodicidade máxima de um mês. Uma vez verificada a presença de água livre, esta deve ser retirada, pela drenagem ou bombeamento da água presente no fundo do tanque, antes de qualquer operação. Independentemente dos resultados obtidos nas inspeções operacionais periódicas, recomenda-se que os tanques sejam limpos com periodicidade máxima de cinco anos.

Caso sejam identificados materiais em suspensão ou sujeiras, durante a drenagem ou bombeamento da água no fundo do tanque de biodiesel ou do diesel BX a ser comercializado, é necessário prosseguir com a drenagem até a retirada de toda a água ou contaminação, sendo recomendada a limpeza do tanque, independentemente do prazo de inspeção. A limpeza do tanque deve ser suficiente para que não restem vestígios de produtos químicos, evitando a contaminação de futuros produtos armazenados.

IEC 61326-1: os requisitos EMC de equipamentos elétricos para medição e controle

Essa norma internacional, editada em 2020 pela International Electrotechnical Commission (IEC), especifica os requisitos de imunidade e emissões com relação à compatibilidade eletromagnética (EMC) de equipamentos elétricos, operando com uma fonte ou bateria inferior a 1.000 V ca ou 1.500 V cc ou do circuito sendo medido. Os equipamentos destinados ao uso profissional, de processo industrial, de fabricação industrial e educacional são cobertos por esta parte.

A IEC 61326-1:2020 – Electrical equipment for measurement, control and laboratory use – EMC requirements – Part 1: General requirements especifica os requisitos de imunidade e emissões com relação à compatibilidade eletromagnética (EMC) de equipamentos elétricos, operando com uma fonte ou bateria inferior a 1.000 V ca ou 1.500 V cc ou do circuito sendo medido. Os equipamentos destinados ao uso profissional, de processo industrial, de fabricação industrial e educacional são cobertos por esta parte. Inclui equipamentos e dispositivos de computação para a medição e ensaio; equipamentos para o controle; uso em laboratório; acessórios destinados ao uso como equipamentos de manuseio de amostras, destinado ao uso em locais industriais e não industriais.

Os dispositivos de computação e os conjuntos e equipamentos semelhantes dentro do escopo de equipamentos de tecnologia da informação e em conformidade com as normas ITE EMC aplicáveis podem ser usados em sistemas dentro do escopo desta parte da IEC 61326 sem ensaios adicionais, se forem adequados para o ambiente eletromagnético pretendido. Em geral, considera-se que esta norma de família de produtos tem precedência sobre as normas EMC genéricas correspondentes.

Os seguintes equipamentos são cobertos por este documento. Medição elétrica e equipamento de ensaio: são equipamentos que, por meios elétricos, medem, indicam ou registram uma ou mais grandezas elétricas ou não elétricas, também equipamentos não medidores como geradores de sinais, padrões de medição, fontes de alimentação e transdutores. Equipamento de controle elétrico: Este é o equipamento que controla uma ou mais grandezas de saída para valores específicos, com cada valor determinado por configurações manuais, por programação local ou remota, ou por uma ou mais variáveis de entrada.

Isso inclui os equipamentos de medição e controle de processos industriais que consistem em dispositivos como os controladores e reguladores de processo; os controladores programáveis; as unidades de alimentação de equipamentos e sistemas (centralizado ou dedicado); os indicadores e gravadores analógicos/digitais; a instrumentação de processo; os transdutores, posicionadores, atuadores inteligentes, etc. Equipamento elétrico de laboratório, incluindo equipamento médico para diagnóstico in vitro: Este é o equipamento usado para preparar ou analisar materiais, ou medir, indicar ou monitorar quantidades físicas. Este equipamento também pode ser usado em outras áreas que não laboratórios.

Em termos de requisitos de emissão, o equipamento deve ser classificado em equipamento de Classe A ou Classe B, de acordo com os requisitos e os procedimentos do CISPR 11. Os requisitos de emissão correspondentes estão descritos na Cláusula 7. Os requisitos de emissão e imunidade especificados visam alcançar a compatibilidade eletromagnética entre equipamentos cobertos por este documento e outros equipamentos que possam operar em locais com ambientes eletromagnéticos considerados neste documento. A orientação para uma avaliação sobre o risco de atingir a EMC é fornecida no Anexo B.

CONTEÚDO DA NORMA

PREFÁCIO………………….. 4

INTRODUÇÃO……………… 6

1 Escopo……………………… 7

2 Referências normativas ………. ….. 8

3 Termos, definições e abreviações………….. 9

3.1 Termos e definições ……………………….. 9

3.2 Abreviações……………………………….. 12

4 Geral…………………….. ………………….. 12

5 Plano de ensaio EMC …………… ……………. 12

5.1 Geral………………. …………… 12

5.2 Configuração do EUT durante o ensaio…………………. 13

5.2.1 Geral……………………… ……… 13

5.2.2 Composição do EUT……………………………. 13

5.2.3 Montagem do ESE ……………………………… 13

5.2.4 Portas E/S…………………….. ……… 13

5.2.5 Equipamento auxiliar …………………… 13

5.2.6 Cabeamento e aterramento…………………. 13

5.3 Condições de operação do ESE durante o ensaio…………. 13

5.3.1 Modos de operação…………………………… 13

5.3.2 Condições ambientais ………………………14

5.3.3 Software EUT durante o ensaio…………………. 14

5.4 Especificação de desempenho funcional…………………. 14

5.5 Descrição do ensaio…………………………… … 14

6 Requisitos de imunidade …………………………. 14

6.1 Condições durante os ensaios…………………… 14

6.2 Requisitos do ensaio de imunidade…………………… 14

6.3 Aspectos aleatórios ……………………………… … 17

6.4 Critérios de desempenho………………………………….. 18

6.4.1 Geral………………………… 18

6.4.2 Critério de desempenho A…………………………. 18

6.4.3 Critério de desempenho B………………………… 18

6.4.4 Critério de desempenho C………………………… 18

7 Requisitos de emissão ………………………………. 19

7.1 Condições durante as medições……………………… 19

7.2 Limites de emissão………………………….. ….. 19

8 Resultados e relatório do ensaio……………………… 19

9 Instruções de uso……………………………… …….. 20

Anexo A (normativo) Requisitos de ensaio de imunidade para o equipamento de ensaio medição portátil alimentado por bateria ou pelo circuito sendo medido…………………………….. 21

Anexo B (informativo) Guia para análise e avaliação de compatibilidade eletromagnética…………………. 22

B.1 Geral………………………… 22

B.2 Análise de risco………………….. ………. 22

B.3 Avaliação de risco……………………. …. 22

Bibliografia………….. ………………….. 24

Figura 1 – Exemplos de portas………………………. … 11

Tabela 1 – Requisitos de ensaio de imunidade para equipamentos destinados a serem usados em um ambiente eletromagnético básico……….. ……… 15

Tabela 2 – Requisitos de ensaio de imunidade para equipamentos destinados a serem usados em um ambiente eletromagnético industrial…………. 16

Tabela 3 – Requisitos de ensaio de imunidade para equipamentos destinados a serem usados em um ambiente eletromagnético controlado……………….. 17

Tabela A.1 – Requisitos de ensaio de imunidade para equipamento de medição e ensaio portátil…………….. 21

Os instrumentos e equipamentos dentro do escopo deste documento podem freqüentemente ser geograficamente difundidos e, portanto, operar sob uma ampla gama de condições ambientais. A limitação de emissões eletromagnéticas indesejadas garante que nenhum outro equipamento instalado nas proximidades é indevidamente influenciado pelo equipamento em consideração. Os limites são mais ou menos especificados pela IEC e pelo Comitê Especial Internacional em publicações de interferência de rádio (International Special Committee on Radio Interference – CISPR).

No entanto, o equipamento deve funcionar sem degradação indevida em um ambiente eletromagnético típico para os locais onde deve ser operado. A este respeito, o documento especifica três tipos diferentes de ambiente eletromagnético e os níveis para a imunidade. Informações mais detalhadas sobre questões relacionadas a ambientes eletromagnéticos são fornecidas em IEC TR 61000-2-5. Os riscos especiais, envolvendo, por exemplo, quedas de raio nas proximidades ou diretas, interrupção do circuito ou radiação eletromagnética excepcionalmente alta nas proximidades, não são cobertos.

Os sistemas elétricos e/ou eletrônicos complexos devem exigir planejamento de EMC em todas as fases de seu projeto e instalação, levando em consideração o ambiente eletromagnético, quaisquer requisitos especiais e a gravidade das falhas. Esta parte da IEC 61326 especifica os requisitos EMC que são geralmente aplicáveis a todos equipamentos dentro de seu escopo. Para certos tipos de equipamento, esses requisitos serão complementados ou modificados pelos requisitos especiais de uma, ou mais de uma, parte particular IEC 61326-2 (todas as partes). Devem ser lidos em conjunto com os requisitos IEC 61326-1.

Os requisitos dos equipamentos para atmosferas explosivas

Conheça os requisitos gerais para construção, ensaios e marcação de equipamentos “Ex” e componentes “Ex” destinados à utilização em atmosferas explosivas.

A NBR IEC 60079-0 de 11/2020 – Atmosferas explosivas – Parte 0: Equipamentos – Requisitos gerais especifica os requisitos gerais para construção, ensaios e marcação de equipamentos “Ex” e componentes “Ex” destinados à utilização em atmosferas explosivas. As condições atmosféricas padronizadas (relativas às características de explosão de uma atmosfera) sob as quais pode ser assumido que os equipamentos “Ex” podem ser operados são: temperatura de ‒20 °C a + 60 °C; pressão de 80 kPa (0,8 bar) a 110 kPa (1,1 bar); e ar com concentração normal de oxigênio, tipicamente 21 % v/v. Esta parte e outras normas que suplementam esta norma especificam os requisitos de ensaios adicionais para equipamentos “Ex” que operem fora da faixa padronizada de temperatura, porém considerações e ensaios adicionais podem ser requeridos para equipamentos “Ex” que operam fora da faixa padronizada de pressão atmosférica e concentração padronizada de oxigênio.

Estes ensaios adicionais podem ser particularmente aplicáveis em relação aos tipos de proteção “Ex” que dependem do resfriamento da chama, como os invólucros à prova de explosão “d” (NBR IEC 60079-1) ou limitação de energia, como a segurança intrínseca “i”(NBR IEC 60079-11). Embora as condições atmosféricas padronizadas indicadas anteriormente apresentem uma faixa de temperatura para a atmosfera de –20 °C a +60 °C, a faixa normal de temperatura ambiente para equipamentos “Ex” é de –20 °C a +40 /C, a menos que de outra forma especificada e marcada. Ver 5.1.1.

É considerado que a faixa de –20 °C a + 40 °C é apropriada para diversos tipos de equipamentos “Ex” e que, para a fabricação de todos os equipamentos “Ex” como sendo adequados para a atmosfera padronizada de temperatura ambiente superior +60 °C, poderia requerer desnecessárias restrições de projeto. Os requisitos apresentados nesta norma resultam de uma avaliação de risco de ignição realizada nos equipamentos. As fontes de ignição levadas em consideração são aquelas encontradas associadas com este tipo de equipamento, como superfícies quentes, radiação eletromagnética, centelhas geradas mecanicamente, impactos mecânicos que resultam em reações térmicas, arcos elétricos e descargas eletrostáticas em ambientes industriais normais.

Quando uma atmosfera explosiva de gás e uma atmosfera combustível de poeira estão, ou podem estar, presentes ao mesmo tempo, a presença simultânea de ambos frequentemente requer medidas adicionais de proteção. Orientações adicionais sobre a utilização de equipamentos “Ex” em misturas híbridas (mistura de um gás ou vapor inflamável com uma poeira combustível ou partículas combustíveis em suspensão) são indicadas na NBR IEC 60079-14. A série IEC 60079 não especifica os requisitos para segurança, além daqueles diretamente relacionados com o risco da ocorrência de uma explosão.

Fontes de ignição como compressão adiabática, ondas de choque, reações químicas exotérmicas, autoignição de poeiras, chamas expostas e gases ou líquidos aquecidos não são consideradas por esta norma. Embora esteja fora do escopo desta norma, é recomendado que estes equipamentos sejam tipicamente submetidos a análises de risco que identifiquem e relacionem todas as fontes potenciais de ignição pelos equipamentos elétricos e as medidas a serem aplicadas para evitar que estas se tornem efetivas. Ver NBR ISO 80079-36.

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Qual é a classificação da temperatura máxima de superfície para equipamento elétrico do Grupo II?

Qual deve ser a temperatura de pequenos componentes para equipamentos elétricos para Grupo I ou Grupo II?

Quais são as correntes circulantes em invólucros (por exemplo, de grandes máquinas elétricas?

Qual deve ser a potência limiar de frequência de rádio?

Os equipamentos para atmosferas explosivas são divididos em grupos. O Equipamento do Grupo I é destinado para utilização em minas de carvão suscetíveis ao gás metano (grisu). Os tipos de proteção para o Grupo I consideram a ignição do grisu e da poeira de carvão, juntamente com proteção física adequada para equipamentos de utilização subterrânea. Os equipamentos destinados a minas, onde a atmosfera, além de grisu, pode conter proporções significantes de outros gases inflamáveis (isto é, outros que não o metano), devem ser construídos e ensaiados de acordo com os requisitos referentes ao Grupo I e também à subdivisão do Grupo II, correspondente aos outros gases inflamáveis significantes.

O Equipamento do Grupo II é destinado para utilização com uma atmosfera explosiva de gás que não sejam minas suscetíveis a grisu. O Equipamento do Grupo II é subdividido de acordo com a natureza da atmosfera explosiva de gás para o qual é destinado. As subdivisões do Grupo II: IIA, um gás representativo é o propano; IIB, um gás representativo é o etileno; IIC, gases representativos são o hidrogênio e o acetileno. Esta subdivisão é baseada no máximo interstício experimental seguro (MESG) ou a proporção de corrente mínima de ignição (proporção MIC) da atmosfera explosiva de gás na qual o equipamento pode ser instalado (ver IEC 60079-20-1).

Para materiais externos de equipamentos não metálicos, a subdivisão é baseada no risco de carregamento eletrostático para áreas de superfície externas (ver 7.4.2). O equipamento marcado IIB é adequado para aplicações que requerem equipamento do Grupo IIA. Similarmente, equipamento marcado IIC é adequado para aplicações que requerem equipamento dos Grupos IIA ou IIB.

O Equipamento do Grupo III é destinado para utilização em áreas com uma atmosfera explosiva de poeiras que não sejam minas suscetíveis a grisu. O Equipamento do Grupo III é subdividido de acordo com a natureza da atmosfera explosiva de poeira para o qual ele é destinado. Subdivisões do Grupo III: IIIA: partículas combustíveis em suspensão; IIIB: poeiras não condutivas; IIIC: poeiras condutivas. O equipamento marcado IIIB é adequado para aplicações que requerem equipamento do Grupo IIIA. Similarmente, equipamento marcado IIIC é adequado para aplicações que requerem equipamento do Grupo IIIA ou IIIB.

O equipamento pode ser ensaiado para uma atmosfera explosiva específica de gás. Neste caso, a informação deve ser registrada no certificado e o equipamento marcado adequadamente. O equipamento projetado para utilização em uma faixa de temperatura ambiente normal entre ‒20 °C a + 40 °C não requer marcação da faixa de temperatura ambiente. Entretanto, equipamento projetado para utilização em outra faixa de temperatura que não a normal é considerada especial.

A marcação deve então incluir o símbolo Ta ou Tamb junto com ambas as temperaturas ambientes mais alta e mais baixa ou, se isto for impraticável, o símbolo “X” deve ser utilizado para indicar condições específicas de utilização que incluam as temperaturas ambientes mais alta e mais baixa. Ver 29.3-e) e tabela abaixo.

Onde o equipamento for projetado para ser conectado fisicamente ou que possa ser influenciado por uma fonte externa separada de aquecimento ou resfriamento, como um processo de aquecimento ou resfriamento por vaso ou duto, os valores nominais da fonte externa devem ser especificados no certificado e nas instruções do fabricante. A fonte externa de aquecimento ou de resfriamento é frequentemente referenciada como a “temperatura do processo”. A forma pela qual estes valores nominais são expressos varia de acordo com a natureza da fonte e da instalação.

Para fontes em geral maiores do que o equipamento, a máxima ou a mínima temperatura será usualmente suficiente. Para fontes em geral menores do que o equipamento ou para condução de calor através de isolamento térmico, a taxa de fluxo de calor pode ser apropriada. Alternativamente, a classificação é frequentemente expressa pela especificação de uma temperatura em um ponto acessível definido no equipamento. Pode ser necessária a consideração da influência da radiação do calor na instalação final.

Quando esta norma ou a norma específica do tipo de proteção requerer que a temperatura de serviço seja determinada em qualquer ponto do equipamento, a temperatura deve ser determinada para o valor nominal do equipamento quando o equipamento for submetido à máxima ou à mínima temperatura ambiente e, quando aplicável, o valor nominal máximo da fonte externa de aquecimento ou resfriamento. A temperatura de ensaio de serviço, quando requerida, deve estar de acordo com 26.5.1 Medição de temperatura. Para equipamentos EPL Da, a mesma camada de poeira aplicada deve ser aplicada quando determinada a temperatura de serviço.

Para equipamento EPL Db com uma camada de poeira, as mesmas camadas de poeira como aplicadas, como aplicável, devem ser aplicadas quando determinada a temperatura de serviço. Onde a faixa de temperatura de um componente Ex for dependente da faixa de temperatura de serviço de um ou mais materiais de construção dos quais o tipo de proteção depende, a faixa de temperatura permitida para o componente Ex deve ser indicada na relação de limitações. Ver 13.5.

O valor nominal do equipamento elétrico inclui a temperatura ambiente, a alimentação elétrica e a carga, o ciclo de serviço ou o tipo de serviço, como especificado pelo fabricante, tipicamente como mostrado na marcação. A temperatura máxima de superfície deve ser determinada de acordo com 26.5.1, considerando a temperatura máxima ambiente e, quando pertinente, o valor nominal máximo da fonte externa de aquecimento.

Para equipamentos elétricos do Grupo I, a temperatura máxima de superfície deve ser especificada em documentação pertinente, de acordo com a Seção 24. Esta temperatura máxima de superfície não pode exceder — 150 °C sobre qualquer superfície onde possa se formar uma camada de poeira de carvão, — 450 °C onde não for provável que se forme uma camada de poeira de carvão (por exemplo, dentro de um invólucro protegido contra poeira). Pode-se ressaltar a especificação para materiais plásticos que deve incluir o seguinte: o nome ou marca registrada do fabricante da resina ou composto; a identificação do material, incluindo sua designação de cor e tipo; os possíveis tratamentos superficiais, como vernizes, etc.; o índice de temperatura (TI) correspondente para o ponto de 20 000 h sobre o gráfico da resistência térmica sem perda da resistência à flexão excedendo 50%, determinado de acordo com as NBR IEC 60216-1 e NBR IEC 60216-2 e com base na propriedade de flexão de acordo com a ISO 178.

Se o material não quebrar neste ensaio antes da exposição ao calor, o índice deve ser baseado na resistência à tensão de acordo com a ISO 527-2, com barras de ensaio do Tipo 1A ou 1B. Como uma alternativa ao índice de temperatura (TI), o índice térmico relativo (ou RTI – resistência mecânica ou RTI – impacto mecânico) pode ser determinado de acordo com a ANSI/UL 746B; quando aplicável, dados que confirmem o atendimento de 7.3 (resistência à luz ultravioleta).

A fonte de dados para estas características deve ser identificada. Não é requisito desta norma que a conformidade da especificação do material plástico necessite ser verificada. Quando selecionaram materiais plásticos, alguns fabricantes notaram que variações no tipo e porcentagem de cargas, retardantes a chamas, estabilizadores de luz ultravioleta e semelhantes podem ter um efeito significativo nas propriedades do material plástico.

 

As operações seguras com o hexafluoreto de enxofre (SF6)

Deve-se entender os procedimentos para manuseio seguro de SF6 durante a instalação, comissionamento, operações normais ou anormais, e descarte de equipamentos de manobra e controle de alta tensão em fim de vida útil.

A NBR 16902 de 09/2020 – Hexafluoreto de enxofre (SF6) para equipamentos elétricos – Requisitos para manutenção estabelece os procedimentos para manuseio seguro de SF6 durante a instalação, comissionamento, operações normais ou anormais, e descarte de equipamentos de manobra e controle de alta tensão em fim de vida útil. Os procedimentos descritos devem ser considerados como os requisitos mínimos necessários para garantir a segurança dos serviços que envolvem manuseio de SF6 e minimizar as suas emissões para o meio ambiente. Para os efeitos desta norma, é considerada como alta tensão a nominal acima de 1.000 V. No entanto, o termo média tensão é comumente utilizado para sistemas de distribuição com tensões acima de 1 kV até e inclusive 52 kV.

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Quais são as regulamentações internacionais para transporte de SF6?

Quais são as medidas a serem tomadas para trabalhar em equipamentos elétricos que utilizam gás SF6?

Quais são as medidas de segurança ao abrir ou acessar compartimentos de gás?

Quais são as soluções de neutralização?

A tecnologia do SF6 já vem sendo utilizada em equipamentos de manobra e controle há mais de 30 anos. Sua aplicação é mais comum em equipamentos elétricos com classe de tensão acima de 1 kV até tensões mais elevadas, para as quais estes equipamentos são fabricados. Estima-se que milhões de diferentes tipos de unidades preenchidas com SF6 estejam atualmente em serviço.

Tecnicamente há três métodos disponíveis para contenção do gás, de acordo com a IEC 62271-1: os sistemas de pressão controlada que não são mais utilizados para novos equipamentos devido a níveis inaceitáveis de taxa de vazamento; e os sistemas de pressão fechados, usados nos modernos equipamentos elétricos de alta tensão. Os valores padrão para taxas de vazamento são 0,5% e 1% por ano e por compartimento de gás e os sistemas de pressão selados de modernos equipamentos elétricos de média tensão (comercialmente conhecidos como produtos selados por toda vida útil ou sistemas hermeticamente selados).

A estanqueidade de sistemas de pressão selados é especificada pela expectativa de vida útil. A expectativa de vida útil com relação ao desempenho com vazamentos é especificada pelo fabricante. Os valores preferenciais são 20, 30 e 40 anos. Para atender totalmente aos requisitos de expectativa de vida útil, a taxa de vazamento de sistemas de pressão selados de SF6 deve ser inferior a 0,1% ao ano.

A longa experiência com o uso de SF6 em equipamentos de manobra e controle evidencia que algumas precauções e procedimentos elementares devem ser adotados de forma que sejam obtidos benefícios na operação, na segurança no trabalho e nas questões ambientais, como a operação segura do equipamento; a otimização das fontes e ferramentas necessárias; a minimização do tempo de interrupção de funcionamento dos equipamentos; o treinamento normalizado para o pessoal que manuseia SF6; a redução da quantidade de gás emitida durante operações de manuseio de gás até o limite físico funcional; a prevenção de quaisquer emissões deliberadas como, por exemplo, descargas na atmosfera; a redução de perdas e emissões de SF6 durante comissionamentos, serviços, operações e procedimentos de fim de vida útil a níveis mínimos.

A não ser que seja especificado de outra forma pelo fabricante do equipamento no manual de instruções operacionais, a seguinte sequência detalhada de operações com evacuação de ar/nitrogênio e enchimento com SF6 em cada compartimento deve ser realizada com o preparo do equipamento de manuseio de SF6 ao verificar se o regenerador de SF6 está funcionando adequadamente, e que as conexões estão limpas e secas para evitar contaminações. Verificar a validade da calibração dos instrumentos sujeitos a calibração.

Quanto à instalação de absorvedor de umidade no compartimento, rapidamente inserir os materiais absorvedores de umidade no compartimento. Iniciar a evacuação imediatamente em seguida. Para a evacuação, conectar a bomba de vácuo e deixar operando até atingir uma pressão de evacuação abaixo de 2 kPa no compartimento de gás. Para a estabilização do vácuo, manter a bomba de vácuo operando por pelo menos 30 min após atingir uma pressão de evacuação abaixo de 2 kPa no compartimento de gás. Interromper o processo de vácuo e proceder a leitura do manômetro. O SF6 a ser introduzido no compartimento de gás deve ser de grau técnico ou usado adequado para reuso.

Realizar a retenção do vácuo, se necessário e a pressão no compartimento deve permanecer abaixo de 2 kPa pelo tempo informado no manual de instrução de operação e manutenção do fabricante original do equipamento. Para a documentação, registrar o nome do fabricante do equipamento, o número de série do compartimento de gás, a pressão de evacuação (isto é, o conteúdo residual de ar), a temperatura ambiente, e a data para futuras referências.

Para o enchimento com SF6, conectar o recipiente com SF6 e encher o compartimento até atingir a pressão nominal de enchimento. Utilizar uma válvula de segurança, um regulador de fluxo e um manômetro calibrado para evitar enchimento excessivo. O SF6 a ser introduzido no compartimento de gás deve ser de grau técnico ou usado adequado para reuso. Não é necessário realizar previamente a medição da qualidade do SF6, quando este gás vier do fornecedor em recipientes selados, quando este gás for armazenado em recipientes selados com etiqueta informando que está adequado para reuso ou quando há certificado de qualidade.

Em todos os demais casos, a qualidade do SF6 deve ser verificada antes da operação de enchimento. A medição da qualidade do SF6 engloba os conteúdos de umidade, o porcentual de pureza do SF6 e a acidez residual. Para a documentação, registrar o nome do fabricante do equipamento, o número de série do compartimento de gás, a pressão final de enchimento, a temperatura ambiente e a data para futuras referências.

Para a verificação do sensor de pressão/densidade, conferir o funcionamento do sensor de densidade/pressão. Esta ação pode ser realizada durante a operação de enchimento e não pode ser considerada como uma calibração. Durante os procedimentos de verificação dos sensores de pressão/densidade, consultar manual do fabricante do equipamento em relação à influência de histerese sobre os sensores de pressão e densidade.

Deve-se verificar a estanqueidade de todas as conexões feitas em campo conforme requisitado pelo fabricante do equipamento no manual de instruções operacionais. Para a medição da qualidade do SF6, aguardar o período especificado pelo fabricante do equipamento no manual de instruções operacionais antes de medir o conteúdo de umidade, o porcentual de pureza do SF6 e a acidez residual. Se o compartimento de gás for de pequeno volume, pode ser necessária a reposição de SF6 após a medição da qualidade do SF6.

Como documentação, registrar o nome do fabricante, o número de série do compartimento de gás, o funcionamento do sensor de pressão/densidade, o conteúdo de umidade, o porcentual de pureza do SF6, a acidez residual, a temperatura ambiente e a data para futuras referências. A não ser que seja especificado de outra forma pelo fabricante do equipamento no manual de instruções operacionais, a seguinte sequência detalhada de operações para complementação com SF6 em compartimentos previamente enchidos.

Para o preparo do equipamento de manuseio de SF6, verificar se as conexões estão limpas e secas, se as mangueiras foram evacuadas e se estão com SF6. Verificar se não há vazamentos nos acoplamentos para evitar contaminações. Verificar a validade da calibração dos instrumentos sujeitos a calibração.

Para a complementação com SF6, conectar o recipiente com SF6 e encher o compartimento até atingir a sua pressão nominal. Utilizar uma válvula de segurança, um regulador de fluxo e um manômetro calibrado para evitar enchimento excessivo. O SF6 a ser introduzido no compartimento de gás deve ser SF6 de grau técnico ou SF6 usado adequado para reuso. Não é necessário realizar previamente a medição da qualidade do SF6, quando este gás vier do fornecedor em recipientes selados, quando este gás for armazenado em recipientes selados com etiqueta informando que está adequado para reuso ou quando há certificado de qualidade.

Em todos os demais casos, a qualidade do SF6 deve ser verificada antes da operação de enchimento. A medição da qualidade do SF6 engloba os conteúdos de umidade, o percentual de pureza do SF6 e a acidez residual. Como documentação, registrar o nome do fabricante, o número de série do compartimento de gás, a pressão final de enchimento, a temperatura ambiente e a data para futuras referências.

Para a verificação do sensor de pressão/densidade, conferir o funcionamento do sensor de densidade/pressão. Esta ação pode ser realizada durante a operação de enchimento e não deve ser considerada como uma calibração. Durante os procedimentos de verificação dos sensores de pressão/densidade, consultar manual do fabricante do equipamento quanto a influência de histerese sobre os sensores de pressão e densidade.

Verificar a estanqueidade de todas as conexões feitas em campo conforme requisitado pelo fabricante do equipamento no manual de instruções operacionais. Para a medição da qualidade do SF6, aguardar o período especificado pelo fabricante do equipamento no manual de instruções operacionais antes de medir o conteúdo de umidade, o percentual de pureza do SF6 e a acidez residual. Se o compartimento de gás for de pequeno volume, pode ser necessária a reposição de SF6 após a medição da qualidade do SF6.

Para a documentação, registrar o nome do fabricante, o número de série do compartimento de gás, o funcionamento do sensor de pressão/densidade, o conteúdo de umidade, o percentual de pureza do SF6, a acidez residual, a temperatura ambiente e a data para futuras referências. A maioria dos equipamentos de manobra e controle de média tensão são sistemas de pressão selados.

Tipicamente este tipo de equipamento é preenchido com SF6 em fábrica e nenhum manuseio de SF6 adicional é necessário durante toda sua expectativa de vida operacional. Exemplos de sistemas de pressão selados são disjuntores com tubos a vácuo e alguns tipos de disjuntores à SF6 de média tensão. Eles são comercialmente chamados como selados por toda a vida, já que não requerem manuseio de gás em campo durante toda a sua vida útil, tipicamente 40 anos.

O descarte no fim da vida útil é realizado sob a responsabilidade do usuário e realizado de acordo com as instruções do fabricante. Terceiros, como empresas de serviços, também podem executar o descarte no fim da vida útil. Os sistemas de pressão selados são completamente montados e ensaiados em fábrica. Como o SF6 neste caso é manuseado apenas duas vezes (no enchimento do gás no início, e no recolhimento do gás no final) durante toda a vida útil do produto e isto é feito em um ambiente controlado, perdas por manuseio podem ser consideradas como sendo da mesma ordem de magnitude de perdas por vazamentos.

Os recipientes devem ser recarregáveis (recipientes não recarregáveis são proibidos) e etiquetados para clara identificação de seu conteúdo; recipientes contendo SF6 de grau técnico e SF6 usado adequado para reuso em campo devem ser fisicamente separados daqueles contendo SF6 usado adequado para reuso ou SF6 usado não adequado para reuso. A tabela abaixo fornece uma visão geral de todos os métodos de armazenamento sobre os quais um recipiente pode ser baseado.

As regulamentações internacionais para embarque de equipamentos elétricos contendo SF6 ou recipientes de SF6 estão disponíveis para transporte rodoviário (ADR), ferroviário (RID), marítimo (código IMDG) e aéreo (IATA – DGR). Estes são semelhantes quanto à numeração da ONU, classificação, etiquetagem de perigo, classificação final, e documentação de transporte. No entanto, diferem quanto ao idioma oficial, conforme a seguir: ADR: alemão, francês, inglês; RID: inglês; Código IMDG: inglês; IATA – DGR: inglês.

O uso do corta-chamas para evitar riscos em instalações industriais

Saiba como se deve fazer a seleção de corta-chamas, de acordo com a NBR ISO 16852, para os diferentes cenários com as melhores práticas para seleção, instalação e manutenção destes. 

A NBR 16906 de 09/2020 – Corta-chamas — Requisitos de seleção, instalação, especificação e manutenção estabelece os requisitos para a seleção de corta-chamas, de acordo com a NBR ISO 16852, para os diferentes cenários com as melhores práticas para seleção, instalação e manutenção destes. Descreve os possíveis riscos que podem ocorrer em instalações industriais e fornece os tipos de proteção para uso do corta-chamas. Esta norma se destina principalmente a técnicos responsáveis pelo projeto e pela operação segura de instalações industriais e de equipamentos que usam líquidos, vapores ou gases inflamáveis.

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Quais os limites de velocidade máxima de fluxo?

Como fazer a seleção de corta-chamas?

Como deve ser feita a marcação de equipamentos com limites de aplicação?

Quais são os limites de instalação dos corta-chamas?

O corta-chamas é um dispositivo instalado na abertura de um equipamento ou no duto de conexão de um sistema de processo e cuja função pretendida é permitir o fluxo, mas evitar a transmissão da chama. Os corta-chamas são necessários para proteger os equipamentos e as tubulações contra vários tipos de explosão que possam ocorrer nos seus interiores. Entretanto, esta segurança depende da seleção do tipo adequado de corta-chamas, de sua correta instalação e da sua manutenção.

Esta norma fornece orientações importantes para o uso de corta-chamas, além das orientações dos manuais de operação dos fabricantes e das resoluções de segurança e ambientais. Os corta-chamas são projetados para uso em áreas com risco de explosão.

É prioridade dar atenção à prevenção de formação de atmosferas explosivas em unidades de processo para evitar o desenvolvimento de uma potencial explosão. A prevenção de explosão pode ser efetuada pela redução de uso ou limitando a concentração das substâncias inflamáveis no processo. A prevenção também pode ser realizada por meio da inertização de equipamentos.

Caso a prevenção da formação de atmosfera explosiva não seja possível, é necessário se evitar a presença de qualquer fonte de ignição no local. Para tanto, o uso de medidas de proteção auxilia a evitar ou a reduzir a probabilidade de ocorrência de potenciais fontes de ignição. É possível que a probabilidade de formação de atmosfera explosiva e de fonte de ignição esteja presente no mesmo tempo e local. Neste caso, é preciso determinar as medidas corretas de proteção do equipamento.

Uma medida de segurança recomendada é a classificação de área pelo conceito de zonas de risco de explosão, de acordo com a NBR IEC 60079-10-1. Os corta-chamas devem ser ensaiados de acordo com a NBR ISO 16852 e atender a todos os requisitos de segurança desta norma. Em muitos casos, não é possível identificar previamente a possibilidade de formação de atmosferas explosivas ou de fontes de ignição. Para tanto, é necessário adotar medidas para minimizar os efeitos da explosão. Os tipos de medidas de segurança contra os efeitos de uma explosão são: projeto de equipamentos resistentes à explosão; alívio de explosão; supressão de explosão; prevenção da formação de chama e da propagação da explosão.

A ocorrência de uma explosão em uma unidade de processo pode se propagar para partes a montante e a jusante de sua ocorrência, podendo causar explosões secundárias. A aceleração causada por acessórios da unidade de processo ou pela propagação por tubulações pode intensificar os efeitos de uma explosão. As pressões decorrentes de uma explosão podem ser superiores à pressão máxima de explosão sob condições normais de operação, e podem destruir partes da unidade de processo, mesmo que estas tenham sido projetadas para resistir à pressão de explosão ou para resistência mecânica.

Portanto, é importante limitar possíveis explosões em determinadas partes da unidade de processo. Esta limitação pode ser obtida pela técnica de bloqueio mecânico de uma explosão. Este bloqueio normalmente é efetuado por válvulas de isolamento ou corta-chamas. As áreas perigosas de instalações industriais são classificadas de acordo com a NBR IEC 60079-10-1, em zonas de riscos de explosão, dependendo da frequência e da duração da presença de atmosferas explosivas, conforme tabela abaixo.

As aberturas de equipamentos (reatores, vasos de pressão, etc.) à prova de explosão, onde explosões internas possam ocorrer, devem ser equipadas com corta-chamas à prova de deflagrações volumétricas, de modo a prevenir a propagação da explosão do interior para o exterior desses equipamentos, quando estiverem conectados a outros equipamentos não resistentes a essa condição, ou se houver a presença de pessoas no local do alívio.

De acordo com a NBR ISO 16852, o conceito de segurança de instalações industriais usando corta-chamas à prova de detonações estáveis depende da probabilidade de ocorrência de eventos adversos (transmissão de chama de uma fonte de ignição), e da extensão das consequências destes eventos (capacidade destrutiva da onda de choque da explosão). A tabela abaixo apresenta a quantidade requerida de medidas independentes de proteção contra a transmissão de chama diante das consequências graves da explosão, conforme a NBR ISO 16852.

Dependendo da classificação de áreas e da probabilidade de presença de fontes de ignição, os corta-chamas podem ser usados em combinação com outras medidas de proteção, por exemplo, os corta-chamas em série, sistemas de inertização, sistemas de controle de concentração, válvulas de isolamento, sensores de temperatura e/ou controle de potenciais fontes de ignição. Caso as misturas inflamáveis sejam processadas durante a operação em grandes volumes e por longos períodos (por exemplo, durante o enchimento de tanques e/ou transferência de vapores a uma unidade de incineração), é necessário prever a formação de combustão contínua no corta-chamas.

Caso os corta-chamas não sejam adequados para combustão contínua, são requeridas medidas adicionais para evitar esta condição. Os corta-chamas são equipamentos que permitem a passagem de misturas gasosas através deles, mas impedem a transmissão de chama, prevenindo uma explosão ou um fogo maior. Existem diversas situações em que se aplicam os corta-chamas.

Os riscos de explosão dependem dos processos de combustão, que são função das condições e estrutura dos ambientes. Os corta-chamas são projetados para processos específicos de combustão. Assim sendo, há uma grande variedade de tipos de corta-chamas (por exemplo, em linha ou fim de linha, para tubulações de grandes e pequenos diâmetros, etc.). Existem alguns possíveis locais típicos de instalação de corta-chamas, por exemplo: tanques de armazenamento; sistemas de processamento; sistema de combustão de vapores, incineradores, tochas (flares); navios, plataformas marítimas (offshore), veículos e sistemas de carregamento; unidades de recuperação de vapores; integrado a bombas, a sopradores e outras máquinas.

Para as condições de operação que levam à combustão estabilizada das misturas diretamente sobre o elemento do corta-chamas, há apenas uma segurança limitada em tempo contra a transmissão de chama. Nesse caso, os corta-chamas em linha devem ser equipados com sensores de temperatura para detectar a chama e disparar medidas para suprimir a combustão estabilizada (por exemplo, funções de emergência, como desligar a unidade de processo, inertização, etc.) na metade do tempo para o qual o dispositivo for resistente à combustão de curta duração.

Os ensaios dos riscos eletrostáticos em atmosferas explosivas

Deve-se conhecer os métodos de ensaios relacionados às propriedades dos equipamentos, produtos e processos necessárias para se evitar uma ignição e os riscos de choques eletrostáticos provenientes da eletricidade estática.

A NBR IEC 60079-32-2 de 09/2020 – Atmosferas explosivas – Parte 32-2: Riscos eletrostáticos — Ensaios descreve os métodos de ensaios relacionados às propriedades dos equipamentos, produtos e processos necessárias para se evitar uma ignição e os riscos de choques eletrostáticos provenientes da eletricidade estática. Destina-se à utilização em uma avaliação de risco dos perigos eletrostáticos ou na preparação de normas para famílias de produtos ou de produtos dedicados para máquinas ou equipamentos elétricos ou não elétricos.

O objetivo desta parte é fornecer os métodos de ensaio padronizados utilizados para o controle da eletricidade estática, como resistência de superfície, resistência de fuga para terra, resistividade em poeiras, condutividade de líquidos, capacitância e avaliação da capacidade de gerar uma ignição de descargas eletrostáticas provocadas. Destina-se especialmente para utilização com as normas existentes da série NBR IEC 60079. A ABNT IEC TS 60079-32-1, Atmosferas explosivas – Parte 32-1: Riscos eletrostáticos, orientação, foi publicada em 2020. Esta norma não se destina a substituir normas que abrangem produtos específicos e situações industriais.

Esta parte apresenta o mais recente estado do conhecimento que pode, no entanto, diferir ligeiramente dos requisitos de outras normas, especialmente no que concerne a ensaios climáticos. Quando um requisito desta norma conflitar com um requisito especificado na NBR IEC 60079-0, para evitar a possibilidade de reensaiar equipamentos previamente aprovados, o requisito da NBR IEC 60079-0 se aplica apenas para equipamentos dentro do escopo da NBR IEC 60079-0. Em todos os outros casos, aplicam-se os requisitos indicados nesta parte.

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Como deve ser preparada a amostra de ensaio da resistência superficial?

O que deve conter o relatório de ensaio?

Quais os conceitos da resistência de fuga?

Como devem ser executados os ensaios de calçados em uso?

As variações nos resultados da medição de propriedades eletrostáticas de materiais são devidas principalmente a variações na amostra (por exemplo, superfícies e geometria não homogêneas e o estado do material) em vez de incertezas na tensão, corrente, geometria do eletrodo ou incerteza do dispositivo de medição. Isto porque as propriedades eletrostáticas são fortemente influenciadas por diferenças muito pequenas, de modo que os efeitos estatísticos desempenham um papel importante. Por exemplo, na ASTM E582, a energia mínima de ignição (MIE – Minimum Ignition Energy) de uma atmosfera de gás explosivo é definida por 100 ou 1.000 não ignições. Isto não exclui, no entanto, que o ensaio 1 001 possa causar uma ignição.

Devido a este efeito estatístico, a precisão e a reprodutibilidade das propriedades eletrostáticas são limitadas pela dispersão estatística. Normalmente, a precisão e a reprodutibilidade das medições eletrostáticas são de cerca de 20% a 30%. Isto é muito mais alto do que para uma medição elétrica típica, que é inferior a 1 %. Por esta razão, os limiares do limite eletrostático contêm certa margem de segurança para compensar a dispersão estatística ocorrida.

Pode ser difícil compreender que a ocorrência da dispersão estatística pode não ser minimizada por meio de melhoria da qualidade dos ensaios. No entanto, essa situação tem que ser aceita, lembrando que os ensaios eletrostáticos contêm margens de segurança adequadas, especificamente para compensar este efeito. Os processos de fabricação (por exemplo, moldagem, extrusão etc.) podem alterar as propriedades eletrostáticas dos materiais.

Recomenda-se, portanto, ensaiar produtos acabados, quando possível, em vez de os materiais dos quais os produtos são feitos. Para obter resultados comparáveis em todo o mundo para medições laboratoriais, convém que as amostras sejam aclimatadas e medidas em umidade relativa e temperatura declaradas (por pelo menos 24 h a (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % de umidade relativa). Em locais que podem apresentar níveis mais baixos ou mais altos de umidade e temperatura, um valor adicional na umidade relativa e na temperatura local mais alta ou mais baixa pode ser aceitáveis (por exemplo, 40 ± 2) °C e (90 ± 5)% de umidade relativa para climas tropicais e (23 ± 2) °C e (15 ± 5) % de umidade relativa para locais com climas muito frios).

De forma a evitar erros de medição causados por um comportamento diferente da histerese da umidade do material, convém que a amostra seja inicialmente seca e depois aclimatada ao clima específico. Em algumas outras normas, por exemplo, NBR IEC 60079-0, diferentes valores-limite com base em medições feitas a 50% de umidade relativa ou 30 % de umidade relativa foram especificados no passado na ausência de uma câmara efetiva desumidificadora. A experiência mostra que os resultados e medição neste clima não são obtidos com o mesmo grau de consistência que aqueles medidos de acordo com esta norma.

No entanto, pode ser necessário utilizar o clima especificado em outras normas para manter a continuidade do equipamento previamente avaliado. Pode ser difícil aplicar os métodos de ensaio exatamente como especificados nesta norma, a todos os tipos de equipamentos e em todas as situações. Se este for o caso, o relatório de ensaio deve indicar claramente quais partes desta norma foram aplicadas em sua totalidade e quais partes desta norma foram aplicadas em parte. Isto deve ser acompanhado de uma justificativa técnica dos motivos pelos quais a norma não pôde ser aplicada em sua totalidade e da equivalência de quaisquer outros métodos que tenham sido aplicados em comparação com os métodos de ensaio especificados nesta norma.

Os métodos de ensaio especificados nesta norma envolvem a utilização de fontes de alimentação de alta tensão e, em alguns ensaios, gases inflamáveis que podem apresentar perigo se manuseados incorretamente. Os usuários desta norma são alertados a realizar avaliações de risco adequadas e a considerar os regulamentos locais antes de realizar qualquer um dos procedimentos de ensaio. Em relação à resistência superficial, as superfícies que têm uma resistência superficial suficientemente baixa, de acordo com 3.11, podem não ser carregadas eletrostaticamente quando em contato com a terra. Por esta razão, a resistência da superfície é uma propriedade eletrostática básica relativa à capacidade dos materiais de dissipar a carga eletrostática por condução. Como as resistências superficiais geralmente aumentam com a diminuição da umidade relativa, é necessária uma baixa umidade relativa durante a medição para reproduzir as condições com o pior caso.

A IEC 60093 e IEC 61340-2-3 descrevem métodos de medição da resistência superficial e volumétrica e a resistividade de materiais sólidos planos. A IEC 61340-4-10 é um método alternativo para medir a resistência superficial. No entanto, muitas vezes estes métodos podem não ser aplicados devido ao tamanho e forma dos materiais, especialmente quando incorporados em equipamentos e aparelhos. Por esta razão, o método de ensaio para medições de resistência de materiais que não são planos e produtos com pequenas estruturas especificadas na IEC 61340-2-3, ou o método a seguir pode ser utilizado como uma alternativa adequada.

A superfície é colocada em contato com dois eletrodos condutivos de comprimento e distância definidos e a resistência entre os dois eletrodos é medida. Uma vez que as resistências elevadas geralmente diminuem com o aumento da tensão, a tensão aplicada deve ser aumentada para pelo menos 500 V, preferencialmente 1.000 V, para resistências muito altas. Os conhecimentos mais recentes indicam que pode ser benéfico medir resistências elevadas a 10 kV. No entanto, neste caso, a centelha tem que ser evitada, por exemplo, por uma espuma isolante entre os eletrodos, e os critérios de aceitação têm que ser modificados.

Quando camadas finas isolantes são montadas sobre um material mais condutivo, a tensão aplicada pode queimar totalmente o material inferior, e os resultados obtidos são inconclusivos. Os materiais não homogêneos, particularmente tecidos, podem apresentar resultados diferentes quando medidos em diferentes direções. Isto pode ser evitado utilizando-se um sistema de eletrodo de anel concêntrico, de acordo com a IEC 61340-2-3 ou ISO 14309. Eletrodos de tiras de borracha condutiva macia são preferidos aos eletrodos de tinta prateada para limitar a interação química não desejada da superfície.

No caso de amostras irregulares, os eletrodos de tinta prateada são preferidos aos eletrodos macios, devido à sua melhor adaptação à geometria irregular da amostra. O critério de >25 mm para a área ao redor dos eletrodos, conforme indicado na figura 1, disponível na norma, aplica-se somente às folhas de ensaio, podendo ser ignorado no caso de produtos reais. Os eletrodos são conectados a um teraohmímetro. Um eletrodo de proteção pode ser colocado sobre os eletrodos de medição, para minimizar o ruído elétrico. Durante o ensaio, a tensão deve ser suficientemente estável para que a corrente de carregamento, devida à flutuação de tensão, seja insignificante em comparação com a corrente que flui através da amostra de ensaio.

A precisão do teraohmímetro deve ser verificada regularmente com várias resistências de valores ôhmicos conhecidos em um intervalo de 1 MΩ a 1 TΩ. O teraohmímetro deve ler a resistência dentro da sua precisão especificada. A geometria dos eletrodos condutivos de borracha ou espuma também deve ser regularmente checada medindo a sua marca impressa. Se a força no eletrodo é maior do que 20 N para alcançar a mínima resistência medida, os eletrodos de borracha devem ser substituídos por outros mais macios. A resistência superficial deve ser medida na região da amostra real se o tamanho permitir, ou em uma amostra de ensaio que compreende uma placa retangular com dimensões de acordo com a figura 1.

A amostra de ensaio deve ter uma superfície intacta e limpa. Como alguns solventes podem deixar resíduos condutivos na superfície ou podem afetar negativamente as propriedades eletrostáticas da superfície, é melhor limpar a superfície apenas com uma escova. Isto é especialmente importante nos casos em que a superfície for tratada com agentes antiestáticos especiais. Se, entretanto, houver uma impressão digital ou outra impureza visível na superfície e não forem utilizados agentes antiestáticos especiais na superfície, a amostra de ensaio deve ser limpa com 2-propanol (álcool isopropílico) ou outro solvente adequado que não afete o material da amostra de ensaio e os eletrodos, e que sequem no ar.

A amostra de ensaio deve ser condicionada por pelo menos 24 h em (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % de umidade relativa sem ser tocada novamente por mãos desprotegidas. No caso de invólucro de equipamentos elétricos, as condições climáticas são dadas na NBR IEC 60079-0 e a tensão de 500 V do ensaio deve ser utilizada para ser compatível com os históricos das medições. Deve-se ressaltar que o gás inflamável é gerado pela mistura do gás de ensaio (com pureza mínima de 99,5 %) com o ar. O ar utilizado deve conter (21,0 ± 0,5) % de oxigênio e (79,0 ± 0,5) % de nitrogênio. O equipamento de controle do gás e mistura é utilizado para direcionar o gás, na proporção apropriada, para a sonda de ignição. Os gases de ensaio e sua concentração em volume a ser utilizada indicada na NBR IEC 60079-7 é apresentada na tabela abaixo.

O controle da mistura de gás dentro das tolerâncias especificadas deve ser verificado utilizando, por exemplo, um analisador de gás retirando amostras da linha de fornecimento da mistura de gás. Se uma mistura de gás diferente daquela especificada na tabela acima for utilizada, a mínima energia de ignição da mistura de gás deve ser verificada utilizando o método da ASTM E582. É conveniente utilizar cilindros de gás comprimido para o fornecimento de gás, mas outras fontes de fornecimento podem ser utilizadas. Se necessário, filtros de peneira molecular devem ser utilizados para assegurar que os gases tenham baixo teor de umidade.

Isto é importante, por exemplo, quando se utiliza ar diretamente de um compressor. Cada fonte de gás é controlada e monitorada utilizando medidores de vazão e válvulas. A combinação das taxas de vazão de todos os gases por uma sonda de ignição deve ser (0,21 ± 0,04) L/s. Uma válvula de fechamento de ação rápida é utilizada para interromper o fluxo de gás de ensaio quando ocorre a ignição. A válvula de fechamento deve parar o fornecimento do gás de ensaio enquanto deixa o ar fluir livremente para fornecer resfriamento e secagem da sonda de ignição após a ignição ter ocorrido. O tipo e a localização da válvula de fechamento devem ser selecionados de acordo com o projeto do equipamento completo.

O desempenho de motores de indução de baixa tensão

Conheça os parâmetros de desempenho para motores de indução de baixa tensão (≤ 1.000 V) alimentados por conversores de frequência PWM tipo fonte de tensão e as características de projeto para motores especificamente projetados para aplicações com conversor de frequência.

A NBR 16881 de 09/2020 – Motores de indução alimentados por conversores de frequência — Parâmetros de desempenho e critérios de aplicação fornece parâmetros de desempenho para motores de indução de baixa tensão (≤ 1.000 V) alimentados por conversores de frequência PWM tipo fonte de tensão e as características de projeto para motores especificamente projetados para aplicações com conversor de frequência. Também são especificados parâmetros de interface e interação entre o motor e o conversor de frequência, incluindo boas práticas de instalação como parte do sistema de acionamento.

Esta norma é aplicável tanto a motores especificamente projetados para uso com o conversor de frequência quanto a motores projetados para partida direta (alimentação senoidal) alimentados por conversor de frequência. Para motores que operam em atmosferas explosivas, devem ser observados os requisitos especificados na NBR IEC 60079-0. Quando o fabricante do conversor de frequência fornecer recomendações específicas para a instalação do sistema de acionamento, estas prevalecem sobre as recomendações desta norma.

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Quais devem ser as considerações para o projeto do motor?

Quais são os parâmetros do circuito equivalente do motor para ajuste do conversor de frequência?

Quais as características do conversor de frequência para reduzir as perdas no motor?

Qual é a influência da temperatura na expectativa de vida?

O desempenho e os dados de operação de motores de indução alimentados por conversores de frequência são influenciados por todo o sistema de acionamento, incluindo a fonte de alimentação, o conversor de frequência, os cabos elétricos, o motor, a carga acionada e o equipamento de controle. Existem inúmeras variações para cada um destes componentes. Assim, quaisquer valores mencionados nesta norma são meramente indicativos.

Em face das complexas interações técnicas existentes entre os componentes do sistema de acionamento e das possíveis variações das condições de operação, está além do escopo desta norma especificar valores ou limites numéricos para todas as grandezas relevantes para o projeto do sistema de acionamento. Cada vez mais é comum que o sistema de acionamento seja constituído por equipamentos e componentes produzidos por diferentes fabricantes.

O objetivo desta norma é explicar, tanto quanto possível, a influência destes componentes no projeto do motor e nas suas características de desempenho. Esta norma, a princípio, não enfoca questões relacionadas à segurança. No entanto, algumas recomendações contidas no documento podem ter implicações no aspecto da segurança. Embora as etapas de especificação das características do motor e do conversor de frequência sejam semelhantes para qualquer aplicação, a escolha dos equipamentos mais apropriados a cada caso é muito influenciada pelo tipo de aplicação.

A seguir são descritas as etapas de seleção dos equipamentos constituintes do PDS. Por conveniência, os efeitos dos diferentes tipos de carga acionada existentes são discutidos no Anexo A. A informação completa de uma aplicação considera a carga acionada, o motor elétrico, o conversor de frequência e a rede elétrica. O conhecimento de todas essas informações é fundamental para que o desempenho requerido de todo o sistema seja alcançado.

Os dados requeridos incluem: a faixa de operação; a potência ou o conjugado requerido em toda a faixa de operação; as taxas de aceleração e desaceleração do processo que está sendo controlado; os requisitos de partida incluindo o número (frequência) de partidas e a descrição da carga (a inércia vista do eixo do motor e o conjugado da carga durante a partida); ciclo de trabalho da aplicação; a descrição das funcionalidades adicionais que não podem ser satisfeitas somente com o motor elétrico e conversor de frequência (por exemplo: monitoramento da temperatura do motor elétrico, dispositivos para permitir a partida direta (bypass), se necessário, circuitos especiais de sequenciamento ou sinais de referência de velocidade para controlar o PDS, etc.); a descrição da fonte de alimentação elétrica disponível e do tipo de ligação.

As figuras abaixo resumem as características típicas do comportamento de um motor alimentado por conversor de frequência. Elas não mostram possíveis faixas evitadas. A figura abaixo mostra a curva de conjugado versus rotação de um motor alimentado por conversor de frequência. O conjugado máximo permitido é limitado pela característica do motor e pela corrente do conversor de frequência. Acima da frequência de enfraquecimento de campo f0 e da rotação n0, o motor pode operar com potência constante com um valor proporcional de 1/n. Se o valor de conjugado máximo (que é proporcional à 1/n2) atingir o valor de conjugado nominal, a potência tem de ser reduzida proporcionalmente a 1/n resultando em um conjugado proporcional a 1/n2 (faixa estendida).

A rotação máxima utilizável (nmáx.) é limitada não apenas pela redução de conjugado devido ao enfraquecimento do campo em rotações superiores a n0, mas também pela rigidez e estabilidade mecânica do rotor, pela capacidade de rotação dos mancais e por outros parâmetros mecânicos. Em baixas frequências, o conjugado disponível pode ser reduzido em motores autoventilados a fim de se evitar sobreaquecimento. Em algumas aplicações, é possível aplicar um incremento de conjugado na partida.

A figura abaixo mostra a capacidade de corrente de saída (I) do conversor de frequência.

Conforme indicado na figura acima, o tipo de resfriamento influencia a capacidade máxima de conjugado versus rotação do PDS. Motores elétricos com potência na faixa de megawatts muitas vezes têm um sistema de resfriamento composto por um circuito de resfriamento primário (geralmente tendo ar como refrigerante primário) e um circuito de resfriamento secundário (tendo ar ou água como refrigerante secundário). As perdas são transferidas do circuito primário para o secundário por meio de um trocador de calor.

Quando os fluidos refrigerantes primário e secundário são movidos por um dispositivo separado, tornando o seu fluxo independente da rotação do motor (por exemplo, IC656 conforme a NBR IEC 60034-6), a curva da figura acima para ventilação separada é aplicável. Quando o fluido refrigerante secundário é movido por um dispositivo separado e o fluido refrigerante primário é movido por um dispositivo acionado pelo eixo (por exemplo, IC81W ou IC616), a curva da figura para autorresfriamento é aplicável.

Quando os fluidos refrigerantes primário e secundário são movidos por um dispositivo acionado pelo próprio eixo do motor elétrico, o conjugado de saída não deve exceder a curva T/TN = n2/n02 e recomenda-se que a mínima rotação de operação seja ≥ 70 % da rotação nominal. Para aplicações que excedam esta faixa, o fabricante do motor deve ser consultado.

A faixa de operação de um motor alimentado por conversor de frequência pode incluir rotações que podem excitar ressonâncias em partes do estator, no eixo, no sistema de acoplamento do motor com a carga acionada, ou na própria carga acionada. Dependendo do conversor de frequência, pode ser possível evitar as frequências ressonantes. No entanto, mesmo que as frequências ressonantes sejam evitadas, a carga é acelerada através dela, caso o motor seja operado em qualquer rotação acima da rotação de ressonância.

Diminuir o tempo de aceleração pode ajudar a minimizar o intervalo de tempo em que se opera na rotação de ressonância. A faixa de operação deve ser acordada com o fabricante do motor e da máquina acionada. Como motores aplicados com conversor de frequência costumam trabalhar em uma faixa de operação e não apenas em um ponto de operação fixo, normalmente não se aplica o conceito de condição nominal de operação para esses motores.

O ponto-base de operação do motor alimentado por conversor de frequência geralmente é considerado o ponto em que o motor entrega o máximo conjugado e a máxima potência. Neste ponto, o motor opera com rotação-base, tensão-base, corrente-base, conjugado-base e potência-base, correspondendo ao ponto da figura acima em que n = n0. A máxima rotação de operação pode ser maior do que a rotação-base e, dependendo das características de tensão e frequência, a máxima tensão de operação pode exceder a tensão-base.

Para um motor elétrico operado por conversor de frequência, o fabricante deve informar os limites de rotação para operação segura nos dados de placa. Para motores de indução de gaiola de baixa tensão com partida direta, o limite de rotação para operação segura deve ser definido de acordo com a NBR 17094-1. Os critérios de sobrevelocidade para motores são especificados na NBR 17094-1, mas os ensaios de sobrevelocidade não são normalmente considerados necessários.

Os ensaios especiais, porém, podem ser realizados mediante acordo, para que se verifique a integridade do projeto do rotor em relação às forças centrífugas. Para motores alimentados por conversor de frequência, uma aceleração até uma rotação maior de que a máxima rotação de operação determinada pelo controle do conversor de frequência é improvável. Especialmente para motores grandes, geralmente é benéfico projetar o motor para uma rotação limite de 1,05 vez a rotação máxima de operação. Ensaios também podem ser realizados a 1,05 vez a rotação máxima de operação.

Deve-se considerar que, para operação em alta rotação, um balanceamento fino do rotor pode ser necessário. No caso de operação nesta condição por longos períodos, a vida dos rolamentos pode ser reduzida, requerendo redução do intervalo de relubrificação. As aplicações com regimes cíclicos são aquelas nas quais existem variações periódicas ou intermitentes de rotação e/ou carga (ver NBR 17094-1).

Vários aspectos deste tipo de aplicação afetam o motor e o conversor de frequência, como a dissipação térmica do motor é variável, dependendo da rotação e do método de resfriamento; operação acima de conjugado nominal do motor pode ser requerida para acelerar, desacelerar e atender picos de carga. Operação acima da corrente nominal aumenta o aquecimento do motor. Isso pode requerer uma classe de isolação mais elevada, um motor sobredimensionado ou a avaliação do regime de serviço para determinar se o motor possui reserva térmica suficiente para a aplicação (ver regime de serviço S10 da NBR 17094-1).

A frenagem por injeção de corrente contínua dinâmica ou regenerativa pode ser requerida para reduzir a rotação do motor. Independentemente de o motor estar fornecendo conjugado para acionar a carga, estar gerando potência reversa para o conversor de frequência devido a estar sendo acionado pela carga, ou estar fornecendo conjugado de frenagem durante a desaceleração pela aplicação de corrente contínua nos enrolamentos, o aquecimento do motor ocorre de forma aproximadamente proporcional ao quadrado da corrente enquanto aplicada. Este aquecimento deve ser incluído na análise do regime de serviço.

Além disso, os conjugados transitórios impostos no eixo pela frenagem devem ser controlados de forma que não cause danos. A IEC 61800-6 fornece informações sobre regime de carga e determinação de corrente para todo o PDS. As cargas de alto impacto são um caso especial de regime e são encontradas em certas aplicações com conjugado intermitente (por exemplo, regime de serviço S6 da NBR 17094-1).

Nestas aplicações, a carga é aplicada ou removida do motor muito rapidamente. É também possível para este conjugado de carga ser positivo (contrário à direção de rotação do motor) ou negativo (na mesma direção de rotação do motor). A carga de impacto provoca um rápido aumento ou redução na demanda de corrente do conversor de frequência. Se o conjugado for negativo, o motor pode gerar corrente de volta para o conversor de frequência. Estas correntes transitórias estressam os enrolamentos do estator e sua amplitude depende das características da carga e do dimensionamento do conversor de frequência e do motor.