A detecção de gases em atmosferas explosivas

Os sistemas fixos de detecção de gás têm sido utilizados há muitos anos para realizar funções de segurança instrumentada.

A NBR IEC 60079-29-3 de 10/2019 – Atmosferas explosivas – Parte 29-3: Detectores de gás — Orientações sobre segurança funcional de sistemas fixos de detecção de gases apresenta orientações para o projeto e a implantação de sistemas fixos de detecção de gás, incluindo equipamentos de detecção de gás associados ou periféricos, para a detecção de gases/vapores inflamáveis e oxigênio, quando utilizados em uma aplicação relacionada à segurança, de acordo com a IEC 61508 e a IEC 61511. Esta norma também é aplicável à detecção de gases tóxicos. Um sistema adicional de proteção pode ser fixo de detecção de gás ou malhas de controle individuais instrumentadas que operam em paralelo (secundário) com um sistema de segurança instrumentado, onde a demanda sobre o sistema fixo de detecção de gás ou malha de controle individual instrumentada é feita somente quando o sistema de segurança instrumentado (primário) ou outra camada de proteção falha. O equipamento associado ao sistema de detecção de gás é um adicional para o equipamento de detecção de gás, coberto pela NBR IEC 60079-29-1 ou NBR IEC 60079-29-4, que é parte integral do sistema fixo de detecção de gás e é essencial em relação à função de segurança. Exemplos de equipamentos associados ao sistema de detecção de gás são os sistemas de amostragem ou multiplexadores de gás.

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Quais os requisitos para gestão funcional de segurança?

Quais as funções de segurança e de não segurança?

O que fornecem os contatos de saída?

Quais as entradas de protocolo?

Qual seria a introdução à amostragem de gás?

Os sistemas fixos de detecção de gás têm sido utilizados há muitos anos para realizar funções de segurança instrumentada. Como qualquer sistema instrumentado, um sistema fixo de detecção de gás normalmente é composto de entradas de detector de gás único ou múltiplo, de uma unidade de controle e de um único ou múltiplos elementos finais ou saídas. Equipamentos periféricos adicionais podem ser incorporados em um sistema fixo de detecção de gás, por exemplo, um sistema de amostragem de gás ou um sistema de condicionamento de gás.

Se um sistema fixo de detecção de gás, incluindo qualquer equipamento periférico aplicável pretender ser efetivamente utilizado para funções instrumentadas de segurança, é essencial que o sistema como um todo atenda a determinados padrões mínimos e níveis de desempenho. É importante compreender que a quantidade de pontos de sensores e suas localizações apropriadas, suas redundâncias, o gerenciamento da manutenção periódica, verificação, calibração de respostas específicas e outras características específicas (como projeto e sistemas de amostragem de gás) são todos previstos para apresentarem um grande efeito na integridade geral do sistema instrumentado de segurança (SIS – Safety Instrumented System) ou na capacidade (SIL – Safety Integrity Level) de qualquer unidade funcional individual.

Isto, entretanto, não exclui o requisito de cada função instrumentada de segurança (SIF – Safety Instrumented Function) de possuir uma integridade funcional autônoma. Essa norma abrange os requisitos mínimos e níveis de desempenho de sistemas fixos de detecção de gás, os quais são baseados na utilização de sistemas elétricos, eletrônicos ou de eletrônica programável (ES/PES – Electrical/Electronic System/Programmable Electronic System), para toda aplicação, quando o objetivo declarado envolver a redução de risco ou se o sistema de detecção de gás for utilizado como um sistema adicional de segurança.

Esta norma não é aplicável a detectores portáteis ou sistemas fixos de detecção de gás quando o objetivo declarado da aplicação não envolver a redução de risco. Entretanto, esta norma poderia ser utilizada como um documento de boas práticas para estes dispositivos ou sistemas. A expressão sistema de detecção de gás dentro desta norma é genérica e é aplicável tanto a detectores fixos de gás autônomos (stand-alone), que podem possuir seus próprios níveis internos de desligamento (trip) e de alarme e saídas chaveadas (contatos), como sistemas complexos fixos de detecção de gás autônomos (Anexo A – Aplicações típicas).

Essa norma considera a possível complexidade de uma cadeia de fornecimento, que um fabricante de sistema de detecção de gás, vendedor ou integrador pode encontrar, o que inclui, mas não se limita à utilização de detectores de gás autônomos, que são integrados em um sistema geral de segurança, por um fabricante de equipamentos de detecção de gás, vendedor ou integrador de sistema (ou equivalente); ao projeto e utilização de subsistemas fixos de detecção de gás, incluindo qualquer equipamento de detecção associado ou periférico, que são integrados em um sistema geral de segurança por um fabricante de equipamentos de detecção de gás, vendedor ou integrador de sistema (ou equivalente); ao projeto e à utilização de um sistema fixo de detecção de gás completo, incluindo equipamentos de detecção associados ou periféricos, que forma o sistema de segurança geral.

A IEC 61508 – Partes 1, 2 e 3 abrangem o projeto de detectores de gás autônomos, unidades de controle ou elementos finais. Orientações sobre o projeto de equipamentos periféricos estão incluídas naquelas partes da norma internacional. Para a aplicação desta norma, é importante entender e classificar a aplicação do sistema fixo de detecção de gás.

As três principais aplicações são: como um sistema de prevenção – o sistema total ou uma malha individual de controle instrumentada possuindo uma função de segurança e um nível de integridade de segurança claramente definido; como um sistema de mitigação – o sistema total ou uma malha individual de controle instrumentada possuindo um função de segurança e um nível de integridade de segurança claramente definido; como um sistema de proteção adicional de segurança – isto abrange os sistemas fixos de detecção ou uma malha individual de controle instrumentada que operam em paralelo (secundário) a um sistema de segurança instrumentado, e que somente é solicitado quando o sistema primário fixo de detecção ou uma malha individual de controle instrumentada falhar ou um outro nível de proteção falhar.

Sob nenhuma circunstância a utilização de um sistema de proteção adicional de segurança de detecção de gás pode contribuir para a declaração da tolerância de falha de hardware HFT (Hardware Fault Tolerance) para o sistema instrumentado de segurança. Um sistema fixo de detecção de gás, como mostrado na figura abaixo, pode operar muitas vezes por ano, dependendo da aplicação, e desta forma esta norma aceita que a taxa de solicitação associada com na solicitação (on demand) (solicitação baixa) convém que seja especificada nos requisitos de segurança (por exemplo, poderia ser > 1/ano mas <10/ano).

Para auxiliar em uma possível complexidade e requisitos associados exclusivos com os sistemas fixos de detecção de gás, um sistema fixo de detecção de gás pode ser dividido em unidades funcionais. Cada unidade funcional pode variar em complexidade; uma unidade funcional pode ser um detector de gás simples ou uma combinação de componentes que formam um equipamento periférico. Cada unidade funcional é avaliada de forma independente com base na IEC 61508 durante a fase inicial do projeto da unidade funcional, permitindo assim que dados de segurança sejam atribuídos para uma unidade funcional.

Os elementos básicos de um subsistema/sistema (por exemplo, um detector de gás, controlador lógico etc.) são projetados como um produto em conformidade com a IEC 61508, Partes 1, 2 e 3. Cada unidade funcional é então montada de acordo com esta norma para fornecer um sistema fixo de detecção de gás completo. Não é necessário reavaliar as unidades funcionais individuais, quando elas são utilizadas em uma configuração diferente – é necessário avaliar apenas a combinação de unidades funcionais.

Esta norma é baseada no modelo de ciclo de vida de segurança detalhado na IEC 61508, mas acrescenta informações adicionais e de apoio para auxiliar nas fases específicas deste ciclo de vida de segurança típico. Especifica os requisitos previstos na Gestão de Segurança Funcional, que convém que sejam atendidos por todas as pessoas ou empresas que estão envolvidas na cadeia de fornecimento de um sistema fixo de detecção de gás.

A gestão de Segurança Funcional é aplicável a todas as fases do ciclo de vida de segurança, independentemente do produto, subsistema, sistema de fornecimento ou serviço que estiver sendo fornecido. Para esta norma, a capacidade SIL exclui a consideração de cobertura de detecção de gás ou o transporte de gás ou vapor para o ponto de medição. A NBR IEC 60079-29-2 é pertinente a estes dois assuntos.

Outras partes desta norma e normas regionais, nacionais ou internacionais aplicáveis, especificam de forma separada os requisitos de desempenho de um detector de gás, e a unidade de controle de detecção de gás (controlador lógico). Essas normas são comumente conhecidas como normas de desempenho metrológico e são relacionadas com precisão do valor medido e o desempenho do sistema, mas não com a integridade em relação à função de segurança.

Essa norma é aplicável à integridade da função de segurança. Em determinadas jurisdições, pode ser requerido que um organismo de certificação de produto certifique o desempenho de equipamentos para a medição de gases ou vapores inflamáveis, gases tóxicos ou oxigênio utilizados em aplicações relacionadas à segurança. Especifica considerações relacionadas com a segurança para sistemas fixos de detecção de gases, incluindo equipamentos associados ou periféricos, em termos de estrutura e filosofia da IEC 61508 e introduz requisitos particulares requeridos por sistemas fixos de detecção de gases, como mostrado na figura abaixo.

 

Esta norma não considera o nível de integridade de segurança (Safety Integrity Level) SIL 4. O SIL 4 é assumido como sendo não realístico para ser atingido por sistemas de detecção de gases. É raro para qualquer estudo de risco determinar um nível de integridade de segurança mais alto que SIL 2, para um sistema de detecção de gás. Essa norma é aplicável para sistemas fixos de detecção de gás, que podem ser formados das seguintes unidades funcionais de hardware: sensor de gás/transmissor; unidade de controle de detecção de gás (controlador lógico); amostragem de gás (simples ou multiplexadas); condicionamento de gás; ajustes e calibração automática; módulo de saída (se não for parte da unidade de controle).

Recomenda-se assegurar que cada um dos requisitos apresentados nas Seções 5 a 16 tenham sido satisfeitos, para o critério definido e, desta forma, os objetivos da seção tenham sido atendidos. Um sistema fixo de detecção de gás pode operar diversas vezes por ano, dependendo da aplicação, de forma que esta norma recomenda que a taxa de demanda associada a sob demanda (demanda baixa) seja especificada nos requisitos de segurança (por exemplo, uma referência poderia ser > 1/ano porém <10/ano).

Os intervalos de ensaios funcionais para o modo de baixa demanda são determinados com a premissa de que a taxa de demanda é no máximo 1 por ano. Se a taxa de demanda especificada for maior do que 1 por ano por fator “X”, o intervalo dos ensaios de verificação funcional deve ser reduzido pelo fator “X”.

Os sistemas fixos de detecção de gás diferem dos sistemas instrumentados comuns, de diversas formas. Durante as fases de projeto e de engenharia de qualquer sistema fixo de detecção, é necessário compreender as características ou as demandas específicas associadas à detecção de gás. Os sistemas de detecção de gás são constituídos de um mecanismo de transporte para mover o gás ou vapor do vazamento para o elemento sensor, de forma diferente dos dispositivos de segurança de processo, como sensores de pressão e de temperatura, os quais estão em contato direto com o processo.

Desta forma, a determinação do ponto de localização do elemento sensor não faz parte desta norma. Entretanto, recomenda-se compreender que a localização do ponto do sensor pode ter um efeito geral na operação de qualquer sistema fixo de detecção de gás, independentemente do sistema estar ou não relacionado com a segurança. Nessa norma é assumido que o gás ou vapor alcança o sensor. Ver a NBR IEC 60079-10-1 para considerações sobre classificação de áreas. Por exemplo, ver a ISA TR84.00.07 para orientações sobre a avaliação da efetividade de sistemas de gás.

Os sensores de gás podem incorporar um elemento de filtro passivo para proteger a membrana do sensor de gás, contra poeira, sujeira ou umidade contida no ar, ou pode incorporar um disco de metal sinterizado para proteção contra a ocorrência de uma explosão. Todos os tipos de elementos de filtro passivo possuem um modo de falha perigoso não detectado (por exemplo, entupimento), e desta forma requerem inspeções programadas e um teste de verificação funcional.

Recomenda-se que o estado de função de segurança por ponto de sensor considere a utilização intrínseca destes filtros passivos e convém, entretanto, incluir dentro do estado de função de segurança um tempo de resposta aceitável, a partir do momento em que o ensaio de verificação funcional for iniciado. Os sensores de gás podem incorporar um elemento de filtro ativo para condicionar ou carregar o gás ou o vapor detectado. Convém que estes filtros ativos sejam especificados pelo fabricante e possuam um tempo de vida definido.

Todos os filtros deste tipo possuem modos de falhas perigosos não detectados (por exemplo, entupimento, saturação e desativação), e desta forma requerem inspeções programadas e ensaios de verificação funcional. Os sensores de gás podem incorporar um filtro catalítico. Estes filtros não possuem um tempo de vida definido; entretanto, eles sofrem os mesmos efeitos como os filtros passivos.

Convém que estes filtros sejam tratados como filtros passivos, a menos que as condições ambientais afetem o material catalítico. Todos os filtros deste tipo possuem modos de falhas perigosas não detectados, e desta forma requerem inspeções programadas e ensaios de verificação funcional.

Convém que todos os princípios de operação dos sensores sejam avaliados de acordo com a adequação para a aplicação. Dependendo da aplicação e dos princípios dos sensores, estes podem ser tornar: envenenados – incapazes de detectar o gás pretendido; inibidos – sensibilidade reduzida ou incapaz de detectar o gás pretendido; saturados – incapazes de realizar corretamente as medições, devido à concentração excessiva do gás pretendido; consumidos – sensibilidade reduzida ou incapaz de detectar o gás pretendido porque a vida útil do sensor foi consumida; desidratados – alteração na sensibilidade ou na precisão; hidratados – alteração na sensibilidade ou na precisão; sujeitos a efeito de dormência – incapaz de detectar alterações de baixa concentração; sujeitos a interferência óptica – sujeito a leitura espúrias de gás; sujeitos a bloqueio óptico – incapaz de detectar o gás pretendido.

Algumas destas condições de sensor podem ser detectadas por diagnósticos, e desta forma, a falha pode ser de perigo detectável. Outras condições de sensor podem não ser detectadas por diagnósticos, e sendo assim, qualquer falha pode ser de perigo não detectável, e desta forma, as inspeções programadas e ensaios de verificação funcional do sensor (calibração) são requeridos.

Tecnologias específicas de sensores estão sujeitas a falhas de causa comum; substâncias presentes no ar podem inibir ou envenenar tecnologias específicas de sensores (por exemplo, sensores catalíticos), enquanto os sensores eletroquímicos estão sujeitos a reações químicas adversas. Os sensores que utilizam estas tecnologias possuem um modo de falha perigoso não detectável (aplicação específica), a menos que o diagnóstico do sensor detecte a perda da sensibilidade do sensor.

Se o envenenamento ou as reações químicas adversas não puderem ser excluídas de uma aplicação, inspeções programadas e testes de verificação funcional do sensor (calibração) são requeridos. Se estes modos de falha não puderem ser excluídos de uma aplicação, sensores redundantes não irão melhorar a integridade da segurança, uma vez que estes modos de falhas são de causas comuns aos sensores. A integridade da segurança pode ser melhorada em tais casos somente pela utilização de diferentes princípios de detecção.

Tecnologias específicas dos sensores possuem um tempo de vida dado em ppm.h ou %vol.h. Sensores que possuem restrições de tempo de vida podem apresentar um modo de falha perigoso não detectado, e desta forma inspeções programadas e ensaios de verificação funcional do sensor (calibração) são requeridos, a menos que o diagnóstico do sensor detecte a proximidade do fim de vida.

Diferente da medição de processo, os sensores de gás não apresentam valores de leituras negativas de gás. Sinais abaixo de zero podem ser ocasionados por desvio de zero ou sensibilidades cruzadas adversas. Os gases e vapores geram diversos riscos. Eles podem ser inflamáveis, tóxicos ou ambos.

Os níveis de oxigênio podem ser excessivos ou deficientes. Recomenda-se que todas as análises de riscos e de perigos considerem todos os riscos associados com os gases e vapores, o que inclui efeitos de curto prazo e de longo prazo. Recomenda-se que a dispersão dos gases inclua modelamentos de dispersão considerando as densidades específicas do gás/vapor. Recomenda-se que as condições ambientais, incluindo a presença de outros gases, sejam considerados.

Algumas das funções de detecção de gás são preventivas, enquanto outras somente mitigam as consequências. As funções de detecção de gás que atenuam as consequências podem não ser totalmente eficazes mesmo se ativadas. A determinação da eficácia da função de mitigação está fora do escopo desta norma, porém é mais uma função específica da operação da planta e do pessoal.

A maioria dos sensores de detecção de gases sofrem com sensibilidades cruzadas que podem aumentar ou diminuir a resposta ao gás. Em geral, as sensibilidades cruzadas podem gerar alarmes falsos ou impedir que alarmes sejam acionados. Portanto, convém que uma atenção especial seja dada aos gases ou vapores que possam estar presentes na área de aplicação do sensor.

Os sistemas de detecção de gás utilizam os sinais de estados especiais, para indicar a condição de pontos de medição individuais, circuitos de malhas de comando individuais ou do sistema como um todo. Os estados especiais podem indicar: ponto de medição, malha de controle ou sistema em modo de inicialização; ponto de medição, malha de controle ou sistema inibido/sobreposto (bypass); ponto de medição, malha de controle ou sistema em calibração; outras condições do sistema que impedem o monitoramento da concentração do gás no local.

Os estados especiais acionam um contato ou outro sinal de saída transmissível. A utilização destes sinais de estado especiais deve ser claramente definida na função de segurança, e nem sempre é necessário para iniciar um estado de segurança sob uma condição de estado especial. Os sinais de estados especiais são requisitos da NBR IEC 60079-29-1. A conformidade com as normas de desempenho de metrologia é requerida para todos os níveis SIL.

As normas de desempenho de metrologia incluem a NBR IEC 60079-29-1 e a NBR IEC 60079-29-4. Outras normas podem ser aplicáveis em determinadas jurisdições, incluindo as normas para gases tóxicos e detecção de oxigênio. As normas de desempenho de metrologia incluem ensaios de compatibilidade eletromagnética (EMC) em conformidade com a IEC 61326-1. Convém que os equipamentos de detecção de gás associados apresentem considerações similares referente à EMC.

NFPA 654: a prevenção de incêndios e explosões em poeiras combustíveis

Essa norma internacional, publicada pela National Fire Protection Association (NFPA) em 2020, apresenta as medidas de segurança para prevenir e mitigar os incêndios e as explosões de poeira em instalações que lidam com sólidos particulados combustíveis, que incluem pós combustíveis, fibras, bandos, flocos, flocos, lascas e pedaços.

A NFPA 654:2020 – Standard for the Prevention of Fire and Dust Explosions from the Manufacturing, Processing, and Handling of Combustible Particulate Solids apresenta as medidas de segurança para prevenir e mitigar os incêndios e as explosões de poeira em instalações que lidam com sólidos particulados combustíveis, que incluem pós combustíveis, fibras, bandos, flocos, flocos, lascas e pedaços. Exemplos de indústrias que lidam com sólidos particulados combustíveis, como material de processo ou como pó fugitivo ou incômodo, incluem, entre outras as de produtos agrícolas, químicos e alimentares, fibras e materiais têxteis; indústrias de produtos florestais e de móveis; processamento de metais; produtos de papel; produtos farmacêuticos; operações de recuperação de recursos (pneus, resíduos sólidos urbanos, operações de reciclagem de metal, papel ou plástico); madeira metálica ou fabricantes de plásticos.

Esta norma fornece requisitos para todas as fases da fabricação, processamento, mistura, transporte, reembalagem e manuseio de sólidos particulados combustíveis ou misturas híbridas, independentemente da concentração ou tamanho das partículas, onde os materiais apresentam um incêndio, um incêndio instantâneo, ou um risco de explosão. O proprietário/operador será responsável por implementar os requisitos desta norma.

Conteúdo da norma

Capítulo 1 Administração

1.1 Escopo

1.2 Objetivo

1.3 Objetivo

1.4 Aplicação

1.5 Conflitos

1.6 Retroatividade

1.7 Equivalência

1.8 Unidades e fórmulas

Capítulo 2 Publicações referenciadas

2.1 Geral

2.2 Publicações da NFPA

2.3 Outras publicações

2.4 Referências para extratos em seções obrigatórias

Capítulo 3 Definições

3.1 Geral

3.2 Definições oficiais da NFPA

3.3 Definições gerais

Capítulo 4 Requisitos gerais

4.1 Obrigação do proprietário

4.2 Objetivo

4.3 Opções de conformidade

Capítulo 5 Identificação de perigos

5.1 Identificação de perigos

Capítulo 6 Opção de projeto baseado em desempenho

6.1 Requisitos gerais

6.2 Critérios de desempenho

6.3 Cenários de projeto

6.4 Avaliação do projeto proposto

Capítulo 7 Análise de riscos de poeira (Dust Hazards Analysis – DHA)

7.1 Requisitos gerais

7.2 Avaliação de perigos

Capítulo 8 Sistemas de gestão

8.1 Retroatividade

8.2 Geral (Reservado)

8.3 Procedimentos operacionais

8.4 Procedimentos de limpeza e aspiradores portáteis

8.5 Chamas e faíscas abertas (trabalho a quente)

8.6 Equipamentos de proteção individual (EPI)

8.7 Inspeção e manutenção

8.8 Procedimentos e treinamento de funcionários

8.9 Empreiteiros e subcontratados

8.10 Planejamento e resposta a emergências

8.11 Investigação de incidentes

8.12 Gerenciamento de mudanças

8.13 Retenção de documentos (Reservado)

8.14 Revisão dos sistemas de gerenciamento (Reservado)

8.15 Participação dos funcionários (Reservado)

Capítulo 9 Gestão de riscos: mitigação e prevenção

9.1 Projeto de processo e instalação

9.2 Projeto de construção

9.3 Projeto do equipamento

9.4 Controle da fonte de ignição

9.5 Poeiras pirofóricas Reservado)

9.6 Controle de poeira

9.7 Prevenção e proteção contra explosões

9.8 Proteção contra incêndio

Anexo A Material explicativo

Anexo B Proteção contra explosão

Anexo C Cartilha informativa sobre sistemas de detecção e extinção de faíscas

Anexo D Caracterização e precauções da camada de poeira

Anexo E Métodos de isolamento da propagação por deflagração

Anexo F Uso da água como agente extintor de sólidos particulados combustíveis

Anexo G Referências informativas

Em sua nova edição, a NFPA 654 foi completamente reorganizada, apresentando muitos requisitos existentes movidos para se alinhar com a NFPA 652 – Standard on the Fundamentals of Combustible Dust, com as alterações indicadas para o usuário. Pode-se obter orientação abrangente sobre a gestão de riscos de incêndio e explosão envolvendo sólidos particulados combustíveis e misturas híbridas, principalmente com os novos requisitos para lidar com riscos exclusivos e desenvolver tecnologias.

O desempenho dos corta-chamas

Os corta-chamas são dispositivos de segurança instalados na abertura de um equipamento ou do duto, com o objetivo de permitir o fluxo, para prevenir a transmissão de chama.

Os corta-chamas são dispositivos de segurança instalados na abertura de um equipamento ou do duto, com o objetivo de permitir o fluxo, para prevenir a transmissão de chama. São utilizados há décadas em indústrias químicas e de petróleo. Esta norma foi preparada por um grupo de especialistas com o objetivo de estabelecer bases, harmonizando e incorporando os desenvolvimentos recentes e normas, na medida do razoável.

Esta norma é destinada a fabricantes deste dispositivo (requisitos de desempenho), instituições de ensaio técnico (métodos de ensaios) e consumidores deste dispositivo. São especificados somente requisitos gerais de desempenho e estes estão mantidos a um mínimo possível. Experiência tem mostrado que o excesso de requisitos gerais de desempenho nesta área pode criar restrições frequentes não justificadas e prevenir o desenvolvimento de soluções inovadoras.

A identificação de perigos de aplicações em comum na indústria conduz à especificação de métodos de ensaio. Estes métodos de ensaio refletem situações reais e, por isto, formam a parte principal desta norma, porque permitem a classificação de vários tipos de corta-chamas e determinam seus limites de uso. Um número considerável de ensaios e de condições de ensaios precisa ser considerado por diversas razões. Os tipos diferentes de corta-chamas dependem do princípio de operação (estático, hidráulico, líquido ou dinâmico) e para cada tipo deles é necessário um ensaio específico de ajuste e do respectivo procedimento de ensaio;

É necessário adaptar o corta-chamas à condição específica de uso (gás, instalação), devido a demandas conflitantes da capacidade de esfriamento de chama e por pequenas perdas de pressão. Esta situação é completamente diferente do princípio similar de proteção aplicado a invólucros à prova de fogo (de equipamento elétrico), onde é desprezível a importância de fluxo de gás por espaçamentos. Importância é dada para o efeito de extinção de chama no espaçamento.

Consequentemente, nesta norma, os ensaios e a classificação relacionada aos grupos de gases e das condições de instalações estão mais subdivididos do que normalmente são. Particularmente, em referências ao: grupo de explosividade IIA, que é subdividido em dois subgrupos IIA1 e IIA2; grupo de explosividade IIB, que é subdividido em quatro subgrupos IIB1, IIB2, IIB3 e IIB; tipo de corta-chamas para detonação, que é dividido em quatro subgrupos, considerando as situações específicas das instalações.

As condições de ensaios conduzem a limites de uso que são muito importantes para os consumidores destes dispositivos. Esta norma especifica informação relevante para a segurança e sua distribuição de instruções técnicas para uso dos fabricantes e para a especificação dos corta-chamas. Os limites de uso também estão relacionados a considerações de segurança Generalidades de operação e regulamentos que pertencem à responsabilidade das autoridades do país ou corporativas. Os Anexos B e C fornecem orientações para a seleção, melhores práticas e o uso de corta-chamas.

A NBR ISO 16852 de 08/2019 – Corta-chamas — Requisitos de desempenho, métodos de ensaio e limites de aplicação especifica os requisitos para os corta-chamas que impedem a transmissão da chama quando misturas explosivas de ar e gás ou vapor e ar estão presentes. Estabelece os princípios uniformes para a classificação, construção básica e informações para uso, incluindo a marcação dos corta-chamas, bem como especifica os métodos de ensaio para verificar os requisitos de segurança e determinar os limites seguros para uso. Esta norma é válida para intervalos de pressão de 80 kPa a 160 kPa e temperaturas com intervalos de –20 °C a + 150 °C. Para corta-chamas nas condições operacionais citadas no escopo, mas condições atmosféricas externas, ver 7.4. Ao projetar e ensaiar os corta-chamas para a operação sob condições diferentes das condições especificadas anteriormente, esta norma pode ser usada como orientação.

Entretanto, o ensaio adicional relacionado especificamente às condições pretendidas de uso é recomendado. Isto é extremamente importante quando altas temperaturas e pressões são aplicadas. As misturas de ensaio podem precisar ser modificadas nestes casos. Existe uma IMO MSC/Circ. 677 adicional para aplicação marítima, da IMO (International Maritime Organization). Esta norma não é aplicável à medição relacionada à segurança externa e ao equipamento de controle, que pode ser requerido para manter as condições operacionais dentro dos limites de segurança estabelecidos.

A medição integrada e equipamento de controle, como sensores integrados de temperatura e chama, assim como peças que, por exemplo, intencionalmente, são fundidas (pino de retenção), queimadas (coifas meteorológicas) ou dobradas (tiras bimetálicas), estão dentro do escopo desta norma. Os corta-chamas usados para misturas explosivas de vapores e gases, que tendem a se autodecompor (por exemplo, acetileno) ou que são quimicamente instáveis; os corta-chamas usados para dissulfeto de carbono, devido às suas propriedades especiais; os corta-chamas cujo uso pretendido é para misturas, em vez de misturas de gás e ar ou vapor e ar (por exemplo, razão mais alta de oxigênio e nitrogênio, cloro como oxidante etc.); procedimentos de ensaio de corta-chamas para mecanismos de ignição de compressão de chama interna; válvulas de atuação rápida, sistemas de extinção e outros sistemas de isolamento da explosão.

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Quais os termos abreviados e símbolos usados nessa norma?

Como deve ser executado o ensaio de pressão nos dispositivos?

Qual a especificação das misturas de gás e ar para ensaios de deflagração e detonação?

Como deve ser feito o ensaio de transmissão da chama?

Como deve ser executado o ensaio de deflagração?

A ignição de uma mistura explosiva inicia uma deflagração. Um corta-chamas abrangendo somente este risco é classificado como um corta-chamas à prova de deflagração. Uma deflagração, quando confinada em uma tubulação, pode acelerar e sofrer uma transição de uma detonação instável e, em seguida, para uma detonação estável, desde que haja comprimento suficiente de tubulação.

Este comprimento de tubulação pode variar, dependendo das condições iniciais da mistura e da configuração desta tubulação. Um corta-chamas ensaiado de acordo com 7.3.3.2 ou 7.3.3.3 é classificado como um corta-chamas à prova de detonação estável e é apropriado para deflagrações e detonações estáveis.

As detonações instáveis são uma condição de risco específico, que requer um corta-chamas de desempenho superior ao corta-chamas à prova de detonações estáveis. Um corta-chamas ensaiado de acordo com 7.3.3.4 ou 7.3.3.5 é classificado como um corta-chamas à prova de detonação instável e é apropriado para deflagrações e detonações estáveis e detonações instáveis.

Estes riscos estão relacionados às instalações especificadas e, em cada caso, o corta-chamas ensaiado com sucesso na pTB (pressão antes da ignição) é apropriado para pressões p0 ≤ pTB. Esta aplicação é limitada às misturas com um MESG (máximo espaçamento experimental seguro) igual a, ou maior que, aquele ensaiado. Os riscos específicos cobertos por esta norma, a classificação e o ensaio exigido para o corta-chamas apropriado estão listados na tabela abaixo.

A combustão estável cria riscos adicionais em aplicações onde pode haver um fluxo contínuo da mistura explosiva em direção ao lado desprotegido do corta-chamas. Devem ser consideradas as seguintes situações: se o fluxo da mistura explosiva puder ser interrompido em um tempo específico entre 1 min e 30 min, os corta-chamas que, quando ensaiados de acordo com 7.3.4, previnem a transmissão da chama durante este período de combustão estável são apropriados para este risco e são classificados como seguros para combustão de curta duração. O desvio, diluição suficiente ou inertização são medidas equivalentes à interrupção do fluxo.

Se o fluxo da mistura explosiva não puder ser interrompido, ou por razões operacionais não se esperar que seja interrompido em 30 min, os corta-chamas quando ensaiados de acordo com 7.3.5, que impedem a transmissão da chama para este tipo de combustão estável são apropriados para este risco e são classificados como seguros em relação à combustão contínua. Todas as partes do corta-chamas devem resistir às cargas mecânicas, térmicas e químicas requeridas para o uso pretendido.

Os corta-chamas produzidos devem ter a capacidade de extinção da chama no mínimo igual aos corta-chamas ensaiados. As ligas de metal leve não podem conter mais de 6% de magnésio. Os revestimentos dos componentes que podem ser expostos às chamas durante a operação não podem ser danificados de forma que tornem possível a transmissão da chama.

Onde for considerado que a combustão estável é um perigo adicional, os corta-chamas à prova de combustão de curta duração devem ser equipados com um ou mais sensores de temperatura integrados, considerando-se a orientação pretendida do corta-chamas. Os ensaios de pressão dos corta-chamas de detonação em linha e fim de linha devem ser executados em cada corta-chamas a uma pressão que não seja menor que 10 × p0 e, para os corta-chamas à prova de deflagração em linha, a não menos que 1,1 × 106 Pa.

O tempo de ensaio para estes tipos de corta-chamas deve ser de no mínimo 3 min. Todos os corta-chamas de deflagração e detonação em linha e os corta-chamas de detonação de fim de linha com construção soldada somente precisam ser ensaiados, desde que a evidência dos documentos fornecidos do procedimento de solda e da qualificação do soldador satisfaçam nos requisitos do método do projeto usado.

Os corta-chamas com qualquer alteração de projeto que afetem a sua resistência devem ser ensaiados novamente. Os componentes fundidos podem ser individualmente ensaiados por pressão antes da completa montagem da unidade. Não pode ocorrer deformação permanente durante os ensaios. Os corta-chamas de deflagração de fim de linha não precisam ser ensaiados quanto à pressão.

Cada corta-chamas deve ser ensaiado quanto à sua estanqueidade com ar a 1,1 × p0, com um mínimo de 150 kPa absoluto, por não menos que 3 min. Não pode ocorrer vazamento. Os corta-chamas de deflagração de fim de linha não precisam ser ensaiados contra vazamentos.

A queda de pressão no corta-chamas deve ser ensaiada antes e após os ensaios de transmissão da chama e ensaios com um fluxo volumétrico apropriado para identificar qualquer alteração (deformação) do corta-chamas, particularmente do elemento do corta-chamas. Após o ensaio de transmissão da chama, a queda de pressão não pode diferir em mais de 20% do valor medido na mesma vazão antes do ensaio.

Após o ensaio de combustão de curta duração e após o ensaio de combustão contínua não é requerida medida adicional de fluxo. A capacidade do fluxo dos corta-chamas em linha deve ser registrada de acordo com A.2 em um ensaio de tipo. A capacidade de fluxo dos corta-chamas de fim de linha deve ser registrada de acordo com A.3 em um ensaio de tipo.

A capacidade de fluxo dos corta-chamas de fim de linha combinados com, ou integrados, às válvulas de pressão e/ou vácuo deve ser registrada de acordo com A.3. As válvulas de pressão e/ou vácuo fabricadas para operar em diferentes pressões de ajuste devem ser ensaiadas na pressão de ajuste mais alta e mais baixa, assim como a uma pressão intermediária ≤ 1 kPa, de forma independente. A capacidade de fluxo dos corta-chamas dinâmicos deve ser registrada de acordo com A.3 em um ensaio de tipo. Adicionalmente, todos os corta-chamas dinâmicos devem ser ensaiados para oscilações não amortecidas de acordo com A.4 em um ensaio de tipo.