A conformidade dos reguladores de pressão para uso em gases medicinais

A NBR 16899-2 de 09/2021 – Reguladores de pressão para uso em gases medicinais e gases para dispositivos médicos – Parte 2: Reguladores de pressão para centrais de cilindros e reguladores de pressão para redes de distribuição estabelece os requisitos de projeto, fabricação, métodos de ensaio e identificação dos reguladores de pressão para centrais de cilindros e dos reguladores de pressão para redes de distribuição, destinados ao uso em sistemas centralizados de suprimento de gases medicinais e de gases para dispositivos médicos em serviços de saúde. Aplica-se aos reguladores de pressão para centrais de cilindros e para redes de distribuição, fornecidos como unidades individuais ou como componentes importantes montados em um sistema centralizado de suprimento medicinal.

Esta parte da abrange os seguintes reguladores de pressão: os reguladores de pressão para centrais de cilindros, a serem instalados em fontes de suprimento com pressão nominal de até 25.000 kPa (por exemplo, cilindros de alta pressão); os reguladores de pressão para redes de distribuição, a serem instalados a jusante dos reguladores de pressão, para centrais de cilindros e de outras fontes de suprimento, com pressão nominal de até 3.000 kPa (por exemplo, fontes de suprimento com tanque criogênico e compressores de ar medicinal). Não se aplica aos reguladores de pressão para uso em redes de distribuição de vácuo.

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Quais devem ser as características funcionais de vazão e de pressão dos reguladores?

Por que os equipamentos devem ser equipados com uma válvula de alívio de pressão?

Quais são os parâmetros dos reguladores de pressão para redes de distribuição?

Quais são os requisitos de fabricação dos reguladores?

Os reguladores de pressão para centrais de cilindros são equipamentos destinados a reduzir as altas pressões dos gases acondicionados em cilindros ou em feixes de cilindros de uma central de suprimento a pressões mais baixas, adequadas ao atendimento dos postos de utilização das redes de distribuição ou à entrada dos reguladores de pressão para redes de distribuição. Os reguladores de pressão para redes de distribuição são equipamentos destinados a reduzir as pressões mais elevadas, fornecidas pelos reguladores de pressão para centrais de cilindros ou por outras fontes de suprimento, adequadas ao atendimento dos postos de utilização das redes de distribuição.

Essas funções abrangem uma ampla faixa de pressões de entrada, de saída e de vazões, que requerem características específicas de projeto. É importante que as características de operação dos reguladores de pressão para centrais de cilindros e para redes de distribuição sejam especificadas e ensaiadas de maneira definida.

É essencial que sejam realizadas inspeções e manutenções periódicas nesses reguladores de pressão durante seu uso, para garantir que continuem atendendo aos requisitos desta parte. Ela estabelece o uso de materiais adequados; a segurança (resistência mecânica, vazamentos, alívio seguro da pressão em excesso e resistência à ignição); a limpeza dos componentes; as identificações; os métodos de ensaio; e as informações fornecidas pelo fabricante.

O Anexo A contém justificativas para alguns dos requisitos desta parte. Dessa forma, considera-se que o conhecimento dessas justificativas não apenas facilita a correta aplicação desse documento como é capaz de tornar mais rápidas as revisões posteriores. Em relação à segurança dos reguladores, quando transportados, armazenados, instalados, operados em uso normal e mantidos de acordo com as instruções do fabricante, não podem causar riscos à segurança que possam ser previstos usando procedimentos de gerenciamento de risco que devem estar em conformidade com a NBR ISO 14971 e conectados à sua aplicação, em condições normais ou na condição de falha única.

Os riscos associados à ignição de materiais metálicos e não metálicos, incluindo a liberação potencial de produtos tóxicos em ambientes enriquecidos com oxigênio, devem ser avaliados de acordo com os princípios especificados na ISO 15001. O projeto dos reguladores de pressão para centrais de cilindros e para redes de distribuição deve ser tal que, no caso de uma ignição interna, as consequências dessa ignição sejam contidas e o gás aliviado de forma segura.

Os reguladores de pressão para centrais de cilindros e para redes de distribuição devem manter o atendimento aos requisitos desta parte da NBR 16899, após serem embalados para transporte e armazenamento, e serem expostos às condições ambientais, conforme estabelecido pelo fabricante. Os materiais e componentes em contato com os gases, durante o uso normal, devem ser resistentes à corrosão e compatíveis com o oxigênio, outros gases medicinais, suas misturas e gases para acionamento de dispositivos médicos, na faixa de temperaturas especificada nessa norma.

A resistência à corrosão inclui a resistência contra a umidade e contra os materiais adjacentes. A compatibilidade com o oxigênio é geralmente determinada como a capacidade de um material coexistir com oxigênio e uma fonte moderada de ignição. O objetivo de utilizar materiais compatíveis com o oxigênio é desenvolver um projeto que tenha baixa probabilidade de ignição e que minimize as consequências, com base no uso de materiais com boa compatibilidade e baixa liberação de energia, se inflamados, ou reduzindo a quantidade de componentes não metálicos.

Muitos materiais que não se inflamam no ar podem entrar em combustão em atmosferas com gases oxidantes, particularmente sob pressão. De forma similar, materiais que podem se inflamar em contato com o ar requerem menor energia de ignição para se inflamar em atmosferas ricas em oxigênio.

Muitos desses materiais podem se inflamar por atrito na sede da válvula ou por compressão adiabática, quando um gás rico em oxigênio em alta pressão é introduzido rapidamente em um sistema que estava, inicialmente, em baixa pressão. Os polímeros halogenados, como politetrafluoretileno (PTFE), policlorotrifluoretileno (PCTFE) e elastômeros fluorados (FKM), podem liberar produtos altamente tóxicos durante suas decomposições térmicas.

As considerações de projeto e critérios para a seleção de materiais metálicos e não metálicos são dadas na ISO 15001. Os componentes e materiais utilizados na fabricação devem permitir que os reguladores de pressão para centrais de cilindros e para redes de distribuição atendam aos requisitos da Seção 6, na faixa de temperaturas entre -20 °C e +60 °C.

Os materiais suscetíveis de liberar particulados que possam entrar em contato com o gás, em condição normal ou de falha única, não podem ser utilizados na fabricação de componentes que trabalhem sob tensão e em peças sujeitas a desgaste. A mola é um exemplo de componente sob tensão. O alumínio e suas ligas ou ligas metálicas contendo alumínio com teor superior a 2,5% não podem ser utilizados em componentes de reguladores de pressão para centrais de cilindros, cujas superfícies entrem em contato com gases oxidantes ou misturas de gases na pressão do cilindro, em condição normal ou de falha única.

Convém evitar o uso de componentes em aço inoxidável e outras ligas ferrosas cujas superfícies entrem em contato com gases oxidantes ou misturas de gases na pressão de cilindro, em condição normal ou de falha única. As evidências de conformidade com os requisitos dessa norma devem ser apresentadas pelo fabricante, mediante solicitação.

Deve ser ressaltado que operação dos reguladores de pressão para centrais de cilindros e para redes de distribuição deve atender aos requisitos desta parte da NBR 16899, na faixa de temperaturas entre -20 °C e +60 °C. Os manômetros do tipo Bourdon, utilizados nos reguladores de pressão para centrais de cilindros e para redes de distribuição, devem estar em conformidade com a NBR 14105-1.

Os valores indicados na escala do manômetro devem ser legíveis para um operador situado a uma distância de pelo menos 1 m, em local iluminado. Os manômetros devem ser projetados para resistir às condições ambientais de uso (por exemplo, ser à prova de penetração de umidade). A escala dos manômetros que indicam a pressão de cilindro deve se estender a pelo menos 33% a mais do que a pressão nominal de entrada P1.

Além das faixas de escala indicadas na NBR 14105-1, um manômetro com uma escala de 0 a 31 500 kPa também pode ser utilizado. A capa externa de proteção dos manômetros deve ser projetada de modo a permitir o alívio seguro de um eventual aumento de pressão que possa causar a sua ruptura, no caso de um vazamento interno.

O conector de um manômetro de pressão com uma faixa de medição acima de 4.000 kPa deve ser equipado com um orifício com máximo de 0,1 mm2 de área. Os manômetros que medem a pressão de entrada e a pressão de saída devem ser da classe B ou superior, conforme classificação da NBR 14105-1.

As evidências de conformidade com os requisitos dessa norma devem ser fornecidas pelo fabricante, mediante solicitação. Além disso, a conformidade com os requisitos dessa norma deve ser verificada por inspeção visual ou medição, conforme requerido.

Os reguladores de pressão para centrais de cilindros e para redes de distribuição devem ser equipados com um dispositivo de ajuste da pressão de saída. Ele deve ser projetado de modo que possa ser travado em uma posição e ajustado somente com o auxílio de uma ferramenta. A conformidade deve ser verificada por meio da tentativa de ajuste da pressão do dispositivo sem o uso de uma ferramenta.

O dispositivo de ajuste de pressão de saída deve fazer parte do regulador de pressão e não pode ser desmontado sem o auxílio de uma ferramenta. A conformidade deve ser verificada por meio da tentativa de remoção do dispositivo sem o uso de uma ferramenta.

Os reguladores de pressão devem ser projetados de modo que a válvula do regulador de pressão não possa ser mantida na posição aberta como consequência de a mola do regulador de pressão ser comprimida até o seu mínimo. A conformidade deve verificada por inspeção.

O dispositivo de ajuste de pressão de saída não pode ser ajustado a uma pressão tal que possa acionar a válvula de alívio de pressão do regulador. A conformidade deve ser verificada por inspeção. Os reguladores de pressão devem ser equipados com um filtro que previna a entrada de partículas maiores que 100 μm de diâmetro pelo lado de alta pressão.

Se o filtro puder ser removido sem o auxílio de uma ferramenta ou se for um item separado do regulador de pressão, o ensaio de resistência à ignição deve ser realizado com e sem o filtro. As evidências de conformidade com este requisito devem ser fornecidas pelo fabricante, mediante solicitação.

Os reguladores de pressão para centrais de cilindros devem ser equipados com uma válvula de alívio de pressão, que pode ser parte integrante ou separada do regulador de pressão. Os discos de ruptura não podem ser utilizados. A válvula de alívio de pressão deve ser acionada de forma automática para aliviar o excesso de pressão do interior do regulador de pressão e fechar a uma pressão igual ou superior à pressão nominal de saída P2 ou sua pressão de regulagem.

O vazamento pela válvula de alívio de pressão deve atender aos requisitos dessa norma até uma pressão de 1,6 vez P2 ou 1,6 vez a pressão de regulagem. A válvula de alívio de pressão deve ser montada em uma posição que permita que o gás seja expelido de forma segura. No caso de o regulador de pressão ser instalado em um ambiente confinado, a descarga da válvula de alívio deve ser direcionada para uma área externa e ventilada.

Os sistemas elétricos intrinsecamente seguros em atmosferas explosivas

A NBR IEC 60079-25 de 08/2021 – Atmosferas explosivas – Parte 25: Sistemas elétricos intrinsecamente seguros estabelece os requisitos específicos para construção e avaliação de sistemas elétricos intrinsecamente seguros, tipo de proteção “i”, destinados a serem utilizados, integralmente ou em parte, em locais onde a utilização de equipamento dos Grupos I, II ou III é requerida. Essa norma é destinada aos projetistas destes sistemas. Estes podem ser os fabricantes, consultores especialistas ou o usuário final.

Ela complementa e modifica os requisitos gerais da NBR IEC 60079-0 e os requisitos de segurança intrínseca da NBR IEC 60079-11. Quando um requisito desta norma conflitar com um requisito da NBR IEC 60079-0 ou da NBR IEC 60079-11, o requisito desta norma prevalece.

Os requisitos de instalação de sistemas do Grupo II ou Grupo III projetados de acordo com esta Norma são especificados na NBR IEC 60079-14. Os requisitos de instalação do Grupo I não são atualmente apresentados na NBR IEC 60079-14. Os requisitos de instalação para o Grupo I estão em elaboração. Um sistema intrinsecamente seguro conjunto de equipamentos interconectados, descritos em um documento descritivo do sistema, no qual os circuitos ou partes destes, destinados à instalação em atmosferas explosivas, são circuitos intrinsecamente seguros.

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O que deve ser feito em sistema contendo uma única fonte de alimentação?

O que fazer em sistemas contendo fontes de alimentação lineares e não lineares?

Qual o efeito da combinação da capacitância e indutância concentradas?

O que deve ser feito em falhas em multicabos?

Deve ser criado um documento descritivo para todos os sistemas intrinsecamente seguros. O documento descritivo deve incluir uma justificação técnica para a combinação dos equipamentos e deve incluir no mínimo o seguinte: um diagrama de blocos listando todos os equipamentos do sistema, incluindo o equipamento simples e o cabeamento de interconexão; uma identificação do Grupo de equipamento (para equipamentos dos Grupos II e III), o Nível de Proteção e o Nível de Proteção de Equipamento (EPL) para cada parte do sistema, a classificação de temperatura, e a faixa de temperatura ambiente de acordo com as Seções 5 e 6.

Incluir os requisitos e parâmetros permitidos do cabeamento de acordo com a Seção 8; os detalhes dos pontos de aterramento e de equipotencialização do qual a segurança intrínseca depende. Se aplicável, a confirmação do equipamento como “equipamento simples” de acordo com a NBR IEC 60079-11. Acrescentar o resultado da avaliação dos sistemas intrinsecamente seguros de acordo com a Seção 12, e a identificação única do documento.

Os requisitos encontrados nas Seções 5 a 12 devem ser utilizados para determinar o conteúdo do documento descritivo do sistema. O documento descritivo do sistema não é o mesmo que o desenho de controle especificado na NBR IEC 60079-11. O Anexo E mostra um exemplo de um diagrama típico, ilustrando os requisitos do documento descritivo do sistema.

Partes dos sistemas intrinsecamente seguros previstos para instalação em atmosferas explosivas devem ser classificadas de forma a atender aos requisitos de grupos de equipamentos de acordo com a NBR IEC 60079-0 e deve ser definida a classe de temperatura (para gases inflamáveis) ou uma temperatura máxima de superfície (para poeiras combustíveis) de acordo com os requisitos para temperaturas da NBR IEC 60079-0 e da ABNT NBR IEC 60079-11. Os equipamentos associados não previstos para utilização em uma atmosfera explosiva devem apenas ser classificados de forma a atender aos requisitos de grupos de equipamentos de acordo com a NBR IEC 60079-0.

Se o sistema intrinsecamente seguro ou partes deste sistema intrinsecamente seguro forem especificados como sendo adequados para operação fora da faixa normal de temperatura ambiente de – 20°C a + 40 °C, isso deve ser definido no documento descritivo do sistema. Diferentes partes de um mesmo sistema intrinsecamente seguro podem pertencer a diferentes grupos de equipamentos. O equipamento utilizado pode ter diferentes classes de temperatura e diferentes faixas de temperatura ambiente.

Cada parte do sistema intrinsecamente seguro destinado à instalação em atmosferas explosivas deve ter um Nível de Proteção “ia”, “ib” ou “ic” de acordo com a NBR IEC 60079-11 e um EPL de acordo com a NBR IEC 60079-0. Partes separadas do sistema podem ter um diferente Nível de Proteção de Equipamento ou EPL.

Para aplicações do Grupo I, um sistema intrinsecamente seguro pode ser “ib” em operação normal com alimentação externa, mas, quando a alimentação for removida sob circunstâncias de segurança definidas (por exemplo, falhas na ventilação), o sistema se torna “ia” quando alimentado por uma bateria de reserva (backup).

O Nível de Proteção será claramente definido para cada situação prevista. Quando os requisitos aplicáveis aos equipamentos de Nível de Proteção “ia” (ver a NBR IEC 60079-11) forem atendidos por um sistema intrinsecamente seguro ou parte de um sistema considerado uma entidade, este sistema ou parte deste deve ser considerado como tendo Nível de Proteção “ia”.

Quando os requisitos aplicáveis aos equipamentos de Nível de Proteção “ib” (ver a NBR IEC 60079-11) forem atendidos por um sistema intrinsecamente seguro ou parte de um sistema considerado uma entidade, este sistema ou parte deste deve ser considerado como tendo Nível de Proteção “ib”. Exemplo: um equipamento de campo com Nível de Proteção “ia” alimentado por um equipamento associado com Nível de Proteção “ib” resultaria em um sistema com Nível de Proteção “ib”, ou um equipamento de campo com o Nível de Proteção “ib” alimentado por um equipamento associado com Nível de Proteção “ia” resultaria também em um sistema com Nível de Proteção “ib”.

Quando os requisitos aplicáveis aos equipamentos de Nível de Proteção “ic” (ver a NBR IEC 60079-11) forem atendidos por um sistema intrinsecamente seguro ou parte de um sistema considerado uma entidade, este sistema ou parte deste deve ser considerado como tendo Nível de Proteção “ic”. Por exemplo, um equipamento de campo com Nível de Proteção “ia” alimentado por um equipamento associado com Nível de Proteção “ic” resultaria em um sistema com Nível de Proteção “ic”, ou um equipamento de campo com o Nível de Proteção “ic” alimentado por um equipamento associado com Nível de Proteção “ia” resultaria também em um sistema com Nível de Proteção “ic”.

Os parâmetros de segurança intrínseca do cabeamento de interconexão dos quais a segurança intrínseca depende, e sua origem, devem ser especificados na documentação descritiva do sistema. Se um tipo específico de cabo for especificado, então a justificativa para sua utilização deve ser incluída na documentação.

Os cabos para a interconexão devem estar em conformidade com os requisitos aplicáveis da Seção 9. As falhas no cabo devem ser avaliadas de acordo com os requisitos dessa norma. Os cabos com um único circuito intrinsecamente seguro devem estar em conformidade com os requisitos dessa norma.

A documentação descritiva do sistema deve especificar os tipos de multicabos permitidos de acordo com a Seção 9, se utilizados para circuitos específicos. No caso particular quando falhas entre circuitos separados não são consideradas, deve ser incluída uma “nota” no diagrama de blocos do documento descritivo do sistema com os seguintes dizeres: “quando o cabo de interligação utiliza parte de um multicabo contendo outros circuitos intrinsecamente seguros, este multicabo deve estar de acordo com os requisitos de um multicabo Tipo A ou B de acordo com o especificado na NBR IEC 60079-14”.

Um multicabo contendo circuitos classificados com Nível de Proteção “ia”, “ib” ou “ic” não pode conter circuitos não intrinsecamente seguros. Quando os circuitos com Níveis de Proteção “ia”, “ib” ou “ic” estiverem no mesmo cabo do Tipo A ou Tipo B, como especificado em 9.5.2 e 9.5.3, cada circuito mantém seu Nível de Proteção e grupo de equipamentos. Quando os circuitos com Níveis de Proteção “ia”, “ib” ou “ic” estiverem no mesmo cabo do Tipo C, como especificado nessa norma, a combinação dos circuitos deve ser avaliada para determinar o Nível de Proteção, EPL e o grupo de equipamentos aplicável.

Se o cabo for especificado como parte do sistema, então os condutores individuais ou cada fio de um condutor multifilar dentro de uma área classificada deve ter um diâmetro de pelo menos 0,1 mm; e a espessura radial de isolação de cada condutor de um multicabo interligando vários circuitos deve ser adequada ao diâmetro do condutor e a característica de isolação com um mínimo de 0,2 mm. Esta seção não é destinada a impedir a utilização de condutores desencapados em um sistema de sinalização. Estes condutores são considerados como um equipamento simples e não como cabeamento de interconexão.

A isolação de cabos utilizados para circuitos intrinsecamente seguros deve ser capaz de suportar o ensaio de rigidez dielétrica com duas vezes a tensão do circuito intrinsecamente seguro ou 500 V ca eficaz (ou 700 V cc), o que for maior. Os multicabos não podem ser utilizados para circuitos intrinsecamente seguros com tensões maiores que 90 V.

Os multicabos devem ser capazes de suportar um ensaio de rigidez dielétrica de pelo menos: 500 V ca eficaz ou 700 V cc aplicados entre quaisquer armaduras ou blindagens interligadas e todos os condutores interligados; e 1.000 V ca eficaz ou 1.400 V cc aplicados entre um feixe composto da metade dos condutores curto-circuitados do cabo e a outro feixe composto da outra metade dos condutores também curto-circuitados. Este ensaio não é aplicável a multicabos com blindagens condutivas para circuitos individuais.

Se não houver informações do fabricante do cabo, o ensaio de rigidez dielétrica deve ser conduzido de acordo com a norma apropriada ao cabo ou de acordo com a NBR IEC 60079-11. Não é um requisito dessa norma que a conformidade das especificações do fabricante seja verificada.

Os parâmetros de segurança intrínseca (Cc e Lc ou Cc e Lc/Rc) para todos os cabos utilizados em um sistema intrinsecamente seguro devem ser determinados como um dos seguintes: os parâmetros de segurança intrínseca mais restritivos informados pelo fabricante do cabo; os parâmetros de segurança intrínseca determinados por meio de uma amostra, seguindo o método de ensaio dos parâmetros de segurança intrínseca da NBR IEC 60079-14; quando a interconexão for realizada por dois ou três condutores de um cabo convencional (com ou sem blindagem) os seguintes valores podem ser utilizados: 200 pF/m e 1 μH/m ou uma relação de indutância por resistência (Lc/Rc) calculada pela divisão de 1 μH pela resistência de malha por metro especificada pelo fabricante.

Alternativamente, para correntes até Io = 3 A pode ser utilizada uma relação L/R de 30 μH/Ω. Quando um sistema FISCO for utilizado, os parâmetros do cabo devem atender aos requisitos do Anexo G. Quando blindagens condutivas são previstas para a segregação de circuitos intrinsecamente seguros distintos com o objetivo de evitar que estes circuitos se conectem, estas blindagens devem cobrir no mínimo 60% da área de superfície dos condutores.

Os multicabos devem ser classificados como Tipo A, Tipo B ou Tipo C, para fins de aplicação de falhas e avaliação da segurança do cabeamento dentro de um sistema intrinsecamente seguro. Os tipos de cabos são especificados nessa norma. O cabo Tipo A é um multicabo que possui blindagem condutiva individual, para cada circuito intrinsecamente seguro.

O cabo Tipo B é um multicabo para instalação fixa, protegido contra danos pelo tipo de instalação e que não contém qualquer circuito com uma tensão máxima Uo superior a 60 V. O cabo Tipo C é um multicabo que não é do Tipo A nem do Tipo B. Os invólucros utilizados para conexão de circuitos intrinsecamente independentes, como caixas de terminais, devem assegurar separações para conexões externas e atender aos requisitos aplicáveis de invólucros da NBR IEC 60079-11.

É recomendado que o documento descritivo do sistema indique claramente qual ponto ou pontos do sistema previstos para serem aterrados, e quaisquer requisitos especiais para estas conexões de equipotencialização. A utilização de dispositivos de proteção contra surtos que interconectam o circuito e a estrutura por meio de dispositivos não lineares como tubos de descarga de gás (GDT – Gas Discharge Tubes) e semicondutores não é considerada como afetando de forma adversa a segurança intrínseca do circuito desde que a corrente em operação normal do dispositivo seja menor que 10 μA.

Se um ensaio de isolação de 500 V for realizado, pode ser necessário desconectar os dispositivos de proteção contra surto para prevenir que estes invalidem o ensaio. Os sistemas intrinsecamente seguros que utilizam técnicas de supressão de surtos devem ser acompanhados por uma análise adequadamente documentada sobre o efeito de aterramento múltiplo indireto, considerando os critérios descritos anteriormente.

A capacitância e indutância dos dispositivos de supressão de surto devem ser consideradas na avaliação do sistema intrinsecamente seguro. A conformidade de um sistema intrinsecamente seguro deve ser demonstrada pela consideração do descrito a seguir e a figura abaixo apresenta os princípios da análise do sistema.

O equipamento individual é adequado para a área classificada de acordo com os requisitos de instalação como por exemplo ABNT NBR IEC 60079-14. O equipamento individual é adequado para a faixa de temperatura ambiente e a comparação entre as características de entrada e saída e parâmetros do equipamento devem ser avaliados separadamente.

Eventualmente a segurança dos dispositivos de campo é completamente especificada apenas por um desses parâmetros. Nestas circunstâncias, os parâmetros não especificados não são relevantes. Considerar os parâmetros dos cabos de interconexão; as falhas nos cabos; a adequabilidade e influência de equipamento simples; a separação da terminação e recursos de conexão; e o aterramento e equipotencialização.

Quando todas as informações necessárias estiverem disponíveis, é permitido aplicar a contagem de falhas para um sistema como um todo, até mesmo quando equipamentos de acordo com a NBR IEC 60079-11 forem utilizados. Esta é uma solução alternativa ao sistema de comparação usual direto entre características de entrada e saída de equipamentos separadamente certificados.

Para o Nível de Proteção “ic”, as falhas de cabeamento de campo são apenas consideradas quando cabos do Tipo C são especificados. É reconhecido que a aplicação de falhas para o sistema como um todo é menos rigorosa que a aplicação de falhas para cada equipamento individual; mas mesmo assim pode ser considerado para obter um nível de segurança adequado.

A conformidade da aplicação do método da termografia infravermelha

A NBR 16969 de 06/2021 – Ensaios não destrutivos – Termografia infravermelha – Princípios gerais fornece os princípios gerais para a aplicação do método da termografia infravermelha, para a análise radiométrica ou térmica de um determinado equipamento, controle de processos, sistema ou corpo de prova. É aplicável ao monitoramento de condição ou de ensaios em qualquer área de aplicação que envolva análise radiométrica ou térmica, atuando como uma técnica não invasiva e não destrutiva.

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Como deve ser executado o pós-processamento de imagem?

Como deve ser feita a calibração da câmera termográfica?

Quais são os procedimentos para verificação utilizando um simulador de corpo negro?

Quais são os procedimentos para realizar a compensação da emissividade da superfície?

O método da termografia infravermelha consiste na captação da radiação infravermelha naturalmente emitida pelos corpos, por meio de sistemas de infravermelho que convertem essa radiação em imagens térmicas visíveis, com a possibilidade de medições de temperatura. Este método envolve a pessoa qualificada (termografista); o sistema de termografia infravermelha; o material, componente ou processo a ser analisado; e as condições de contorno.

Os resultados obtidos por meio da utilização da termografia infravermelha são altamente dependentes do conhecimento e da experiência do termografista, bem como de um sistema de infravermelho (câmera termográfica e acessórios) adequado à aplicação. A informação térmica adquirida destina-se à tomada de decisões, definição de limites operacionais de equipamentos ou controle de processos.

As aplicações do método da termografia infravermelha estão crescendo, juntamente com uma notável melhoria tecnológica dos sistemas infravermelhos. As considerações tecnológicas e os fenômenos físicos envolvidos devem ser observados para se alcançarem resultados confiáveis.

Como este método não necessita de contato físico, ele possibilita a realização de ensaios e inspeções com alto grau de segurança pessoal e dos ativos. Essa característica não intrusiva permite a continuidade operacional e não interfere no processo.

A medição da temperatura aparente e a visualização da variação térmica são praticamente imediatas, permitindo a análise de processos com rápidas variações de temperatura. Recomenda-se que os profissionais diretamente envolvidos com a aplicação do método da termografia infravermelha sejam qualificados conforme a NBR NM ISO 9712 ou outra norma internacionalmente reconhecida.

O termografista deve atender aos requisitos de formação e treinamento exigidos pela legislação brasileira correspondente e/ou aqueles contratuais estabelecidos pela empresa responsável pela sua força de trabalho própria ou contratada. O termografista deve cumprir as regras de segurança e proteção do empregador ou do usuário final, bem como as normas de segurança aplicáveis.

Quando o termografista for colaborador ou empregado regular do usuário final ou contratado externamente, ele deve obedecer ao procedimento termográfico interno, às práticas da empresa e às normas brasileiras pertinentes. O termografista, quando terceirizado em relação ao usuário final, deve ser orientado e acompanhado por um assistente qualificado, indicado pelo usuário final.

O assistente deve ter conhecimento sobre a operação e o histórico dos equipamentos a serem inspecionados e/ou ensaiados. O termografista não pode executar tarefa alguma que seja de responsabilidade do profissional habilitado, a menos que seja autorizado por escrito pelo usuário final e seja habilitado para tal tarefa.

O usuário final deve assumir a responsabilidade por consequências provenientes de ações tomadas, ou não, a partir das recomendações e dos relatórios fornecidos pela análise termográfica. O termo profissional habilitado está alinhado à definição da legislação vigente.

Geralmente, um sistema de termografia infravermelha é composto pelo descrito a seguir e conforme as figuras abaixo. Uma câmera termográfica, conforme a figura abaixo, recebe a radiação infravermelha naturalmente emitida pelos objetos. A radiação passa pelo sistema óptico (lentes) e é focada no detector, onde é transformada em sinal elétrico.

O sinal elétrico é conduzido ao processador e é convertido em uma imagem (termograma), que é apresentada no display (tela) ou visor (ocular). Convém reforçar que a imagem resultante corresponde às variações de radiação recebida dos objetos e não à variação de temperaturas, ressaltando que existe uma correlação entre a radiação emitida pelo objeto e a sua temperatura.

O detector pode ser apresentado na forma de matriz de elementos sensores. As câmeras termográficas geralmente são caracterizadas pelo seu detector, que influencia notadamente na faixa de comprimento de onda, na sensibilidade térmica e no tempo de resposta da câmera. Os detectores podem ser divididos em duas grandes categorias: detectores térmicos, que são não refrigerados, e fotodetectores, que são refrigerados.

As lentes são responsáveis por focalizar e filtrar a radiação incidente e convergi-la para o detector. As lentes são fabricadas normalmente em germânio, sulfeto de zinco ou seleneto de zinco para as ondas longas, e em silício, safira, quartzo ou magnésio para as ondas médias.

O processador de imagem processa o sinal elétrico proveniente do detector e o transforma em imagem, que é apresentada no display, podendo ser salva em dispositivos de armazenamento. O monitor externo, processador adicional, software ou aplicativo de processamento da informação térmica, instrumentos para medição dos parâmetros atmosféricos, como anemômetro, termo-higrômetro e distanciômetro, podem fazer parte de um sistema de termografia infravermelha.

Na termografia infravermelha ativa, ainda podem ser utilizados uma fonte de estímulo térmico e um equipamento de disparo (trigger), como mostra a figura abaixo. A calibração e a verificação do sistema de termografia infravermelha podem ser realizadas conforme o Anexo A. Os itens necessários para a especificação do sistema de termografia infravermelha estão descritos na NBR 16818.

Recomenda-se que o ensaio ou a inspeção ocorram em um ambiente em que a temperatura, a umidade e o tipo de atmosfera atendam aos requisitos de saúde e segurança para o termografista e às especificações dos equipamentos utilizados. Convém que o objeto ensaiado ou inspecionado esteja sob visada direta da câmera termográfica, isto é, que nenhum obstáculo opaco ao infravermelho esteja entre a câmera e o objeto analisado.

Caso isso não ocorra, é possível, em determinadas situações, utilizar espelhos de alta reflexão no infravermelho (por exemplo, aço inoxidável) para refletir a radiação do objeto para a câmera. Nesse procedimento, deve-se considerar, na análise final, a parcela de radiação absorvida pelo espelho.

É importante alertar que obstáculos opacos ou parcialmente opacos ao infravermelho podem ser transparentes na faixa do visível (por exemplo, vidro, plástico, acrílico). Em ensaios e inspeções ao ar livre, as influências como a atenuação atmosférica, radiação solar, velocidade de vento, névoa, nevoeiro e chuva devem ser evitadas ou consideradas para a análise dos resultados.

As limitações da termografia, como emissividade das superfícies, temperatura aparente refletida e transmissividade de materiais, podem induzir a erros na medição de temperatura e nas análises de distribuição térmica, devendo ser ponderadas nos ensaios e nas inspeções. Informações adicionais sobre como medir a emissividade, a temperatura aparente refletida e a transmissividade estão descritas nos Anexos B, C e D, respectivamente.

A termografia infravermelha ativa requer estímulo térmico adicional por meio de fontes externas. A fonte pode ser óptica, indutiva, por ultrassom, por micro-ondas ou outra forma de energia.

Para selecionar o sistema de aquecimento ou resfriamento apropriado, recomenda-se levar em conta as características e as funções da câmera, o ambiente do ensaio e as condições do objeto sob ensaio (material, dimensões, forma, emissividade, temperatura antes da carga térmica, entre outros). Exemplos de fontes externas de estímulo térmico: lâmpada halógena ou flash, aquecedor elétrico, bobina de indução, aquecedor de contato, soprador de ar quente ou frio, aspersor (sprinkler), painel de reflexão, fonte a laser, ultrassom ou gerador de vibração, etc.

A termografia infravermelha passiva realiza a medição da radiação infravermelha emitida pelos objetos sob análise, sem a necessidade de quaisquer estímulos térmicos deliberados e controlados (fontes externas). A distribuição térmica existente, natural ou devido a uma carga elétrica, mecânica, química ou física, nos objetos sob inspeção, é utilizada para a análise termográfica.

A termografia infravermelha passiva geralmente é utilizada no monitoramento da condição em instalações elétricas, equipamentos de produção, equipamentos térmicos e componentes mecânicos em operação. Também é utilizada quando existem carregamentos térmicos naturais pela radiação solar, como em edifícios e estruturas.

A termografia infravermelha quantitativa é aplicável em situações em que o parâmetro temperatura é preponderante para a decisão a ser tomada. Nessa abordagem, os ajustes dos parâmetros radiométricos e as condições de contorno são importantes. A termografia infravermelha quantitativa é utilizada com predominância em instalações elétricas e térmicas.

A termografia infravermelha qualitativa é aplicável em situações em que a morfologia da distribuição térmica é o parâmetro preponderante para a decisão a ser tomada. A termografia infravermelha qualitativa é normalmente a abordagem inicial de qualquer trabalho termográfico.

Exemplos de aplicação são a construção civil, os materiais compósitos, os equipamentos de processo de produção, etc. De maneira geral, sem considerar os detalhes de um procedimento específico para uma determinada aplicação, a execução de um ensaio ou inspeção termográfica deve abranger no mínimo o seguinte: determinar a técnica a ser utilizada; determinar, de acordo com a técnica, quais equipamentos e acessórios serão necessários; examinar e, se necessário, corrigir as condições de segurança do local e do ensaio ou inspeção; avaliar e, se possível, ajustar as condições de contorno descritas na Seção 6 da norma; ter uma câmera termográfica com resolução espacial suficiente para visualizar com definição a menor anomalia térmica esperada do objeto sob análise, durante os ensaios ou inspeções qualitativas.

Igualmente, deve-se ter uma câmera termográfica com resolução espacial de medida suficiente para mensurar com exatidão a menor anomalia térmica esperada do objeto sob análise, durante os ensaios ou inspeções quantitativas; ter em mãos uma lista ou roteiro para garantir que todos os objetos, componentes ou equipamentos sejam avaliados, no caso de ensaio ou inspeção de vários objetos; registrar ou salvar os dados relevantes do ensaio ou inspeção, incluindo termogramas e fotos na luz visível; ter uma câmera termográfica para capturar os termogramas com o ângulo entre o eixo óptico e a superfície do objeto analisado o mais próximo possível da perpendicular.

A faixa de medição de temperatura da câmera deve ser selecionada de acordo com a variação de temperatura esperada. O foco óptico deve ser corretamente ajustado. Se a câmera possuir a função NUC (correção de não uniformidade) manual, é recomendável executá-la antes de cada captura. Deve-se comparar entre si, sempre que possível, objetos, componentes ou equipamentos semelhantes e sob cargas similares.

Considera-se que os que exibirem distribuição térmica ou temperaturas incomuns possuem anomalias térmicas. Salvar os dados e as imagens para pós-processamento, avaliação das anomalias térmicas e elaboração do relatório.

Os ensaios em agregados reciclados para argamassas e concretos de cimento Portland

A NBR 15116 de 06/2021 – Agregados reciclados para uso em argamassas e concretos de cimento Portland – Requisitos e métodos de ensaios especifica os requisitos para produção e recepção dos agregados reciclados (miúdos e graúdos), obtidos a partir do beneficiamento de resíduos da construção civil classe A (conforme a legislação vigente, incluindo misturas de agregados naturais e reciclados, para argamassas e concretos de cimento Portland. Estabelece também os métodos de ensaios para verificação dos requisitos estabelecidos para os agregados reciclados, bem como apresenta diretrizes para o uso desse material.

O agregado reciclado é um material granular proveniente do beneficiamento de resíduos de construção classe A, com características técnicas para aplicação em obras de engenharia. O agregado composto é resultante da mistura intencional de agregado reciclado e agregado natural e/ou britado, possibilitando o ajuste da curva granulométrica em função das características do agregado e do produto a ser preparado com esse material. O agregado total reciclado é resultante do beneficiamento de resíduos da construção e demolição cuja distribuição granulométrica é constituída por agregados graúdos e miúdos, possibilitando o ajuste da curva granulométrica em função das características do agregado e do produto a ser preparado com esse material.

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Qual a quantidade mínima, em massa, da amostra de ensaio?

Quais são os requisitos específicos dos agregados totais reciclados e compostos para uso em produtos e compósitos cimentícios?

Quando se deve usar a pré-molhagem e a compensação de água?

Como realizar a determinação da composição dos agregados reciclados miúdos por lupa?

Os materiais utilizados na fabricação dos agregados reciclados devem se enquadrar na Classe A, de acordo com a legislação vigente e suas alterações, e não podem conter substâncias de natureza e em quantidade que possam afetar a hidratação e o endurecimento do cimento, a proteção da armadura contra a corrosão e a durabilidade. O agregado reciclado deve ser solicitado especificando-se a subclasse e a classificação granulométrica.

Recomenda-se o fornecimento de relatórios de ensaio que comprovem o atendimento às especificações técnicas normativas, à variabilidade e ao controle de qualidade do agregado reciclado produzido, conforme entendimento entre as partes. Os agregados reciclados, quando comercializados, devem ser fornecidos ao consumidor em lotes, atendendo aos requisitos normativos.

O documento de entrega que acompanha cada remessa de agregado reciclado, além dos itens obrigatórios conforme os dispositivos legais vigentes, deve conter: o nome do fornecedor e unidade de produção e/ou distribuição; identificação da subcategoria do agregado reciclado, de acordo com a sua subclasse, e a classificação granulométrica, de acordo com o indicado nessa norma.

No caso do agregado composto, o fabricante deve informar a proporção entre o agregado reciclado e o agregado natural, em massa; massa do material ou seu volume aparente; data do fornecimento; informação que o produto é agregado reciclado e sua classificação conforme esta norma. A dimensão do lote de agregados reciclados não pode ultrapassar 300 m³ de agregados de mesma origem ou, nos processos contínuos, a quantidade corresponde a 12 h ininterruptas de produção.

No caso específico de pequenas obras, onde o volume não supere 100 m³, ou não corresponda à área de construção de mais de 500 m², nem ao tempo de execução de mais de duas semanas, a dimensão do lote não pode ultrapassar 80 m³ de agregados de mesma origem. No caso de obras de grande porte, onde a dimensão do lote é muitas vezes superior ao indicado, este limite pode ser alterado em comum acordo entre as partes.

A amostra representativa de um lote de agregado reciclado deve ser coletada com base nas NBR 10007 ou NBR 16915. O procedimento da NBR 10007 pode ser aplicado à amostragem em pilhas ou em estoques de produção de agregados reciclados, independentemente das dimensões destes. A coleta de material para ensaios deve ser efetuada na pilha de agregados reciclados, em vários pontos distintos, devendo-se evitar que seja efetuada na base e na superfície da pilha, conforme a figura abaixo.

Retirar amostra de pelo menos três seções, situadas respectivamente na base, no meio e no topo da pilha, sendo que de cada seção devem ser retiradas no mínimo quatro amostras parciais, obtidas em locais equidistantes. Para a coleta, o amostrador deve penetrar obliquamente nas pilhas (ver figura acima).

Emprega-se para a coleta um amostrador tipo Trier, constituído por um tubo alongado, com dimensões variando entre 60 cm e 100 cm de comprimento e diâmetro variando entre 1,27 cm e 2,54 cm, sendo a ponta de cravação chanfrada e a porção posterior reforçada com chapa de aço, para resistir a choques de marreta. Esse equipamento normalmente é empregado para cravação do amostrador na pilha de agregado.

O procedimento de coleta estabelecido na NBR 16915 pode ser aplicado à amostragem em fluxos de descarga dos transportadores de correia ou silos, durante a produção de agregados reciclados, sejam esses fluxos manuais ou automáticos. A coleta de material para ensaios deve ser efetuada durante a produção, em regime contínuo ou não, ou em pilhas de homogeneização, ao longo da formação das camadas, evitando-se a coleta logo no início ou no final da produção.

As amostras parciais devem ser coletadas tomando-se a seção transversal completa do fluxo de descarga do material em contêineres com dimensão apropriada à vazão, em diversos intervalos de tempo ou em vários pontos de descarga, durante a produção. Deve-se coletar no mínimo dez amostras parciais.

Quanto ao uso de agregados reciclados, para os seus usos previstos, são utilizadas três subclasses, conforme a seguir: ARCO – agregado reciclado de concreto; ARCI – agregado reciclado cimentício; ARM – agregado reciclado misto. Quando o agregado reciclado for utilizado em compósitos ou produtos com função estrutural, como concretos de cimento Portland, artefatos pré-fabricados e argamassas com função estrutural, é indicado unicamente utilizar a subclasse ARCO.

A substituição de agregado natural por agregado reciclado, nesses casos, deve ser limitada a 20% da massa de agregados totais e a concretos das classes de agressividade I e II da NBR 6118:2014. Para os efeitos desta norma, as argamassas de assentamento da alvenaria estrutural, os grautes e a argamassa armada são considerados argamassas com função estrutural.

Quando os agregados reciclados forem utilizados em concretos de cimento Portland destinados a usos não estruturais, artefatos pré-fabricados sem função estrutural e argamassa de assentamento, revestimento e contrapiso, é indicado utilizar as classes ARCO, ARCI e ARM, em teores de substituição de até 100% da massa de agregados naturais.

Argamassas, artefatos pré-fabricados e concreto de cimento Portland produzidos com agregado reciclado em substituição ao agregado natural devem atender a todos os requisitos estabelecidos pelas normas específicas desses produtos e compósitos, independentemente dos teores de substituição de agregado natural por agregado reciclado. Para o preparo de argamassas, artefatos pré-fabricados e concretos de cimento Portland com agregados reciclados, é recomendada a pré-molhagem dos agregados miúdo e graúdo, para ajuste das propriedades reológicas, como trabalhabilidade, consistência, perda de abatimento, entre outras.

Os agregados reciclados podem ser usados sem o artifício da pré-saturação, porém, deve-se compensar a água absorvida pelo agregado e não a incluir no cálculo da relação água/cimento. Para fins de cálculo da água/cimento efetiva das argamassas e concretos, deve-se descontar a quantidade de água absorvida pelos agregados reciclados.

A inspeção de sistemas de amostragem mecânica de cobre, chumbo, zinco e níquel

A NBR ISO 11790 de 05/2021 – Concentrados de cobre, chumbo, zinco e níquel – Diretrizes para inspeção em sistemas mecânicos de amostragem estabelece práticas recomendadas para a inspeção de sistemas de amostragem mecânica. Ele serve como referência para a conformidade com as normas internacionais aplicáveis para concentrados de cobre, chumbo, zinco e níquel. Abrange as considerações gerais, incluindo precisão, variação de qualidade, vício, estabelecimento de sistemas de inspeção e procedimentos de inspeção.

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Como devem ser feitas as inspeções mecânicas?

Qual deve ser a razão de amostragem?

Como pode ser feito um resumo de inspeção cobrindo a massa de cada amostra parcial coletada?

O que devem conter os registros da amostragem?

As verificações de precisão são recomendadas para cada tipo de material amostrado pelo sistema. Se houver uma mudança significativa no tipo de material ou se um novo tipo de material for introduzido, recomenda-se realizar uma verificação de precisão. Convém que o teste descreva a precisão da amostragem, a preparação e a análise de cada tipo de material amostrado pelo sistema. Esses ensaios devem estar em conformidade com a ISO 12744.

A variação da qualidade entre incrementos, 2sb, é uma medida da heterogeneidade do lote e é a variação das características de qualidade dos incrementos retirados do lote. O valor de 2sb deve ser medido experimentalmente para cada tipo de material, para cada instalação de manuseio em condições operacionais normais, de acordo com a NBR ISO 12743.

Convém que todo o sistema de manuseio do material até o sistema de amostragem mecânica seja examinado para determinar se algum procedimento de descarregamento, armazenamento ou recuperação produz um padrão cíclico que poderia fazer com que a coleta de incremento entrasse em fase com a sequência de variabilidade do material. As variações nas características físicas, como distribuição de tamanho de partícula, umidade da superfície, matéria estranha e material superdimensionado, poderiam se tornar cíclicas e até estar em fase com a coleta de incremento baseada em massa ou no tempo.

Quando tais variações cíclicas ocorrerem no fluxo de material, convém que a fonte das variações seja investigada para determinar a praticabilidade de eliminar as variações. Se não houver uma maneira prática de eliminar as variações, convém que o intervalo entre os cortes primários seja ajustado para que a coleta de incrementos não esteja em fase com a variação cíclica. Alternativamente, a amostragem aleatória estratificada pode ser usada.

Após o comissionamento e a auditoria de um novo sistema ou qualquer modificação significativa de engenharia de um sistema existente, convém que um teste de vício seja realizado de acordo com a ISO 13292, para confirmar a operação correta do sistema. Em instalações do tipo multimateriais, é recomendado que o material com maior variabilidade seja escolhido para o teste de vício.

Recomenda-se que, regularmente, futuros pares de amostras para teste de vício sejam tomados para confirmar se o resultado inicial do vício é ainda relevante. Se uma mudança significativa for feita no sistema de amostragem, ou se for introduzido um novo material com características mais difíceis de amostragem, convém considerar a necessidade de um novo teste de vício.

Desde que o sistema de amostragem mecânica atenda aos critérios descritos na NBR ISO 12743, os testes de vício não são mandatórios. No entanto, os princípios de garantia da qualidade em instalações individuais poderiam exigir testes de vício.

O sistema de amostragem mecânica deve ser iniciado em algum momento antes do início do transporte do material a ser amostrado, de tal forma que quaisquer substâncias estranhas (incluindo a água) sejam purgadas. Quando sistemas de acionamentos hidráulicos forem usados, convém permitir tempo suficiente para que o óleo hidráulico e o sistema associado atinjam a temperatura de equilíbrio.

Recomenda-se, particularmente em sistemas de amostragem do tipo multimateriais, que seja permitido passar um corte primário pelo sistema mecânico, para ambientá-lo antes do início da amostragem. É recomendável que o operador analise os registros do sistema de amostragem mantidos pelo operador anterior. Convém que estes registros incluam itens como quantidades de material manipulado e amostrado, e anotações sobre mau funcionamento do sistema, interrupções/paradas, bloqueios ou outras deficiências.

Convém que o operador use uma lista de verificação adequada, como o exemplo no Anexo A. Recomenda-se que o operador complete todos os itens de uma lista de verificação adequada, projetada para o sistema específico. Para grandes sistemas multiusuários, convém que um relatório de inspeção do operador, como o exemplo no Anexo B, seja desenvolvido.

Convém que estejam disponíveis pontos de inspeção adequadamente projetados para observar se os cortadores em fluxo em queda e os cortadores do tipo cross-belt cortam a totalidade do fluxo de material, e as aberturas do cortador podem ser inspecionadas quanto a bloqueios e cegamentos. Para garantir uma operação confiável, é recomendável que uma lista de verificação de amostragem (Anexo A) e o registro de amostragem do operador (Anexo B) sejam desenvolvidos com entrada para as seguintes informações: os critérios originais do projeto e registros de quaisquer mudanças ou melhoramentos subsequentes; os manuais de operação do equipamento de amostragem e de manutenção; a gerência responsável pelo sistema; o pessoal que opera ou faz a manutenção do sistema; para um novo sistema, o pessoal responsável pelo projeto e comissionamento.

Um método geral para o estabelecimento destes procedimentos está descrito a seguir. Fazer referência à NBR ISO 12743 para garantir um correto esquema de amostragem. Fazer referência aos manuais de operação e manutenção do fornecedor do equipamento para determinar os procedimentos corretos de operação e os intervalos para manutenção de rotina.

Os manuais podem fornecer informações úteis com base no projeto do sistema. Informações como as vazões, velocidades do transportador e parâmetros do material (particularmente, o tamanho de partícula e a variabilidade) são dados significativos, e convém que sejam sempre considerados quando mudanças forem contempladas.

Examinar os registros existentes de amostragem e manutenção de um longo período. Essa informação fornecerá diretrizes aos operadores para garantir que o nível requerido de inspeção e manutenção seja realizado, assegurando uma operação confiável e possivelmente alertando os operadores sobre qualquer manutenção ou modificação inadequada que possa ter sido feita no equipamento.

Levantar a experiência pessoal da equipe de manutenção, operacional e de amostragem em relação ao sistema de amostragem. Essa informação, juntamente com aquela obtida acima, permitirá a preparação de um manual do operador apropriado, registro de amostragem do operador e lista de verificação do sistema.

Um esquema para auditorias regulares do sistema de amostragem deve ser estabelecido. Recomenda-se fazer referência aos parâmetros operacionais originais e aos dados do fornecedor do projeto do equipamento, bem como a quaisquer registros de alterações ou melhorias subsequentes, a fim de estabelecer a conformidade com as normas internacionais aplicáveis. O Anexo A fornece uma lista de referência típica.

A operação correta para todos os novos sistemas precisa ser confirmada por uma auditoria, em seguida ao estágio de comissionamento, antes de ser aceita como operacional. O projeto e a operação do sistema precisam ser confirmados por uma auditoria antes de qualquer teste de vício.

Convém estabelecer um esquema para as inspeções de rotina do sistema de amostragem por parte dos operadores, semelhantemente ao exemplo do Anexo A. A frequência e o detalhe das inspeções serão determinados por fatores como, mas não limitados, a confiabilidade do sistema, características de manuseio do material amostrado, frequência de uso do sistema e propósito da amostragem (por exemplo, controle de processo, comparado às grandes instalações portuárias multiusuários).

Convém que os procedimentos e as inspeções operacionais sejam estabelecidos e realizados imediatamente antes, durante e imediatamente após a operação do sistema de amostragem para um dado lote ou sublote, semelhantemente ao exemplo do Anexo A. Estes procedimentos e inspeções serão menos extensos do que os realizados como auditorias ou inspeções mecânicas, respectivamente.

Convém que eles sejam projetados para serem simples inspeções da integridade do processo de amostragem. Para grandes instalações multiusuários, recomenda-se que um sistema de relatórios operacionais seja desenvolvido, e um exemplo desse relatório é fornecido no Anexo B.

A determinação dos hidrocarbonetos, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, dióxido de carbono e material particulado no gás de escapamento

A NBR 6601 de 05/2021 – Veículos rodoviários automotores leves – Determinação de hidrocarbonetos, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, dióxido de carbono e material particulado no gás de escapamento especifica um método para a determinação de hidrocarbonetos totais (THC), não metano (NMHC), gases orgânicos não metano (NMOG), monóxido de carbono (CO), óxido de nitrogênio (NOx), dióxido de carbono (CO2) e material particulado emitidos pelo motor de veículos rodoviários automotores leves, funcionando sobre um dinamômetro de chassi que simule uma condição de uso em vias urbanas. Aplica-se aos veículos rodoviários automotores leves.

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Como deve ser um sistema de amostragem de material particulado?

Qual seria um esquema de um sistema analítico para gás de escapamento?

Qual é a configuração opcional do heated flame ionization detector ou detector por ionização de chama, aquecido (HFID) com esquema de sobrefluxo?

Quais são as especificações dos filtros para o material particulado?

Como aparelhagem, usa-se um dinamômetro de chassi O dinamômetro deve possuir uma unidade de absorção de potência (PAU) do tipo elétrica ou hidráulica, para simular as condições de carga do veículo em pista, conforme a NBR 10312. No caso de se utilizar um dinamômetro hidráulico, pode-se determinar a potência resistiva conforme o Anexo A.

O dinamômetro deve possuir também um conjunto de volantes de inércia e/ou outros meios para simular a inércia equivalente do veículo. Os dinamômetros de chassi de rolos duplos devem possuir diâmetro nominal dos rolos maior ou igual a 219 mm, e os dinamômetros de chassi de rolos simples devem possuir diâmetro nominal do rolo maior ou igual a 1 200 mm.

O sistema de amostragem para ensaio de veículo deve ser do tipo amostrador de volume constante (CVS) e deve permitir a medição das massas reais das substâncias emitidas pelo motor, pelo escapamento do veículo. Para tal, é necessário que se possa: medir o volume total da mistura de gás de escapamento e ar de diluição; coletar continuamente, para análise, uma alíquota dessa mistura, proporcional àquele volume.

O sistema deve ter capacidade suficiente para evitar a condensação de água. A pressão estática no (s) tubo (s) de descarga do veículo conectado (s) ao CVS, durante o ciclo de condução, deve apresentar variação dentro de ± 1,2 kPa, quando comparado (s) ao (s) tubo (s) de descarga em exaustão livre, nas mesmas condições. As conexões utilizadas não podem permitir vazamento.

O sistema deve ser provido de balões de coleta de amostras para o ar de diluição e para o gás de escapamento diluído, com capacidade volumétrica suficiente para não restringir o fluxo de amostra que estiver sendo coletado. Os balões devem ser de material especial que impeça alterações quantitativa e qualitativa da composição das amostras armazenadas.

O sistema de amostragem pode ser de venturi crítico, chamado de sistema de amostragem CVS. O sistema de amostragem CVS funciona conforme os princípios da dinâmica dos fluidos associados ao escoamento crítico. Neste tipo de sistema, o fluxo total de gás diluído é mantido em velocidade sônica, a qual é proporcional à raiz quadrada da temperatura absoluta do gás, computada continuamente.

A amostragem proporcional é feita por outro sistema de volume crítico, instalado no mesmo fluxo de gás. Como a pressão e a temperatura são as mesmas para as entradas dos respectivos venturis, o volume da amostra é proporcional ao volume total da mistura.

Este sistema, conforme a figura abaixo, é constituído pelos seguintes componentes: câmara de mistura com filtro na entrada do ar de diluição; coletor de material particulado do tipo ciclone; venturi crítico para estabelecimento da vazão total; venturi crítico de amostragem; sistema de amostragem; válvulas e sensores de temperatura e pressão; medidor da temperatura do gás diluído na entrada do venturi crítico, com resolução menor ou igual a 1 °C; circuito eletrônico integrador para determinação do volume total amostrado; medidores de pressão com resolução menor ou igual a 0,40 kPa. Outros sistemas de amostragem podem ser utilizados, desde que seja demonstrada e comprovada a equivalência dos resultados.

O túnel de diluição deve ser: dimensionado de forma a permitir um fluxo turbulento e a mistura completa do gás de exaustão com o ar de diluição antes do ponto de coleta de amostra; construído com um diâmetro mínimo de 203 mm; construído com material condutor de eletricidade, não reagente aos componentes dos gases de exaustão do veículo. Em caso de utilização de misturador em T remoto, utilizar material com as mesmas características para a ligação deste ao túnel. Ele deve ser aterrado.

A sonda de coleta da amostra de material particulado deve: ser instalada frontalmente ao fluxo, no ponto em que o gás de exaustão e o ar de diluição estejam homogeneizados (próximo à linha de centro do túnel e a uma distância de pelo menos dez vezes o diâmetro do túnel, a partir do ponto em que o gás entra no túnel de diluição); estar suficientemente distante, radialmente, da tomada de amostra para o HFID, se aplicável, de forma a ficar livre de influências como vácuos produzidos pela sonda; ter diâmetro interno mínimo de 12,7 mm; ser configurada de forma que possa ser selecionado pelo menos um filtro de material particulado para cada fase de medição.

A vazão pela sonda de material particulado deve ser mantida em um valor constante, dentro de ± 5%. A bomba de amostragem e os medidores de volume devem estar localizados distantes o suficiente do túnel de diluição, de forma a manter a temperatura do gás constante dentro de ± 2,8 °C. O equipamento para análise de gases deve consistir, basicamente, em um sistema analítico e a conformidade exata com este esquema não é necessária, desde que seja possível obter resultados satisfatórios com a exatidão da medição especificada.

Para a obtenção de informações adicionais ou coordenação das funções de alguns subsistemas, podem-se adicionar outros componentes, como instrumentos, válvulas, solenoides, bombas, etc., desde que não interfiram nos resultados. O equipamento para análise de gases é composto por um detector por ionização de chama, equipado com um conversor catalítico seletivo (cutter), ou por uma coluna cromatográfica em fase gasosa, para a determinação de metano, bem como por analisadores por absorção de raios infravermelhos não dispersivos (NDIR) para as determinações de monóxido e dióxido de carbono e por um analisador por luminescência química (CLD) para as determinações de óxidos de nitrogênio.

Todos os analisadores devem ser sempre operados de acordo com as instruções do fabricante. O equipamento para análise de hidrocarbonetos totais é composto por um detector por ionização de chama (FID), operado de acordo com as instruções do fabricante. Para motor de ignição por compressão, são necessárias a amostragem e a medição contínua do THC através do HFID, utilizando-se um conjunto aquecido com analisador, linha, filtro e bomba.

O tempo de resposta deste instrumento deve ser menor que 1,5 s para uma resposta de 90% do fundo de escala. O conjunto de coleta contínua de THC pode ter um sistema de sobrefluxo para o gás zero e para o gás de fundo de escala (span).

Nesse caso, os gases para o sobrefluxo devem entrar na linha aquecida o mais próximo possível da face externa do túnel de diluição. O ponto de amostragem para o HFID deve ser: instalado frontalmente ao fluxo, a uma distância de pelo menos dez vezes o diâmetro do túnel a partir de sua entrada; instalado suficientemente distante, radialmente, da sonda de material particulado, de forma a ficar livre de influências como vácuos produzidos pela sonda; feito por meio de uma linha aquecida, equipada com filtro e isolada em todo o seu comprimento, de forma a manter 191 °C ± 11°C de temperatura na sua parede.

Nenhum outro sistema de amostragem pode ser conectado à linha de coleta contínua de THC. Outros equipamentos e analisadores podem ser utilizados, desde que seja demonstrado que produzem resultados equivalentes. O filtro para a coleta de material particulado deve ter diâmetro maior ou igual a 47 mm e no mínimo 37 mm de diâmetro na área de retenção e deposição. A capacidade de carga (material particulado) recomendada no filtro com 47 mm de diâmetro é de pelo menos 0,05 g.

Cargas equivalentes (ou seja, massa e diâmetro de deposição) são recomendadas no dimensionamento para filtros maiores. Os filtros para a coleta do material particulado devem ser de fibra de vidro recoberta com fluorcarbono ou membrana de fluorcarbono. Quanto às especificações do recinto (câmara ou sala) de pesagem e balança de material particulado, a temperatura e a umidade relativa do recinto onde os filtros de material particulado são condicionados e pesados devem ser mantidas e registradas, respectivamente, entre 20°C e 30°C e entre 30% e 70%, durante todo o trabalho de condicionamento e pesagem.

O ambiente deve ser livre de qualquer contaminante, como poeira, durante todo o período de trabalho. É necessário que dois filtros de referência permaneçam no recinto de pesagem, e que estes filtros sejam pesados a cada 24 h, no mínimo, quando em regime de ensaios.

A calibração do instrumento de medição de força de uso geral

A NBR 8197 de 04/2021 – Materiais metálicos – Calibração de instrumentos de medição de força de uso geral estabelece o método para calibração de instrumento de medição de força de uso geral, com indicação direta em unidade de força. Esta norma é aplicável aos instrumentos de medição de força do tipo mecânico, hidráulico, pneumático e eletromecânico ou outro meio que possibilite a correspondência entre uma deformação e uma força.

A calibração de um instrumento de medição de força de uso geral por esta norma não o torna apto a servir como padrão de referência para a calibração de outros instrumentos de medição de força. Caso o valor de indicação de força do instrumento de medição de força de uso geral (Fi) não esteja em unidade de força, ele é convertido em unidade de força pelo uso de uma equação de primeiro ou segundo grau, correlacionando o valor de indicação de força do padrão de referência (F) e Fi.

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Como pode ser definido um instrumento de medição de força eletromecânica?

Quais são os símbolos e suas unidades, e designações?

Como deve ser calculado o erro relativo de indicação, q?

Como deve ser determinada a incerteza-padrão de reprodutibilidade, u1?

O instrumento de medição de força de uso geral e os acessórios correspondentes devem garantir a aplicação axial das forças de tração e/ou de compressão. A faixa mínima de medição de força de instrumentos de uso geral a ser calibrada deve atender aos requisitos especificados a seguir até 100% de sua faixa nominal: 10% de sua faixa nominal, ou multiplicando-se a resolução do indicador de força do instrumento de medição de força de uso geral (r) por 100, ou a que for menor. O instrumento só pode ser utilizado na faixa calibrada.

Se as leituras no indicador elétrico oscilarem mais do que o valor da resolução (com o instrumento sem aplicação de força), convém que a resolução r seja considerada igual à metade da amplitude da oscilação. Convém que a faixa de indicações do instrumento seja compatível com os erros e incertezas requeridos para o uso.

Devem ser utilizados como padrões de referência na calibração de instrumentos de medição de força de uso geral: os transdutores de força calibrados conforme a NBR ISO 376:2012, classe 1 ou melhor; as máquinas universais de ensaio calibradas conforme a NBR ISO 7500-1:2016, classe 0,5 ou melhor; ou as massas geradoras de força. Os padrões de referência devem ter incerteza máxima de ±0,5% da força aplicada.

Para o procedimento de calibração, para a aplicação prévia de força máxima, antes de se aplicarem as forças de calibração em um determinado sentido (tração ou compressão), o instrumento de medição de força de uso geral deve ser submetido à sua força máxima por três vezes consecutivas. Quanto aos pontos de calibração e séries de medições, após a aplicação prévia da força máxima, aplicar as forças de calibração em cada ponto, em níveis crescentes.

O número de pontos deve ser no mínimo seis, em no mínimo três séries de medições. O intervalo de tempo entre duas aplicações de força sucessivas deve ser tão uniforme quanto possível, e nenhuma leitura deve ser feita antes da estabilização da força.

Para realizar a calibração, deve-se empregar um dos seguintes métodos: preferencialmente aplicar e estabilizar os pontos preestabelecidos de força, Fi, indicados pelo indicador de força do instrumento a ser calibrado, e registrar o valor de força, F, indicada pelo indicador do instrumento de medição de força do padrão de referência, ou aplicar e estabilizar os pontos preestabelecidos de força do padrão referência, F, indicados pelo instrumento de medição de força, e registrar o valor da força, Fi, indicada pelo indicador de força do instrumento a ser calibrado.

Devem ser observadas as seguintes condições da calibração: para a compressão, deve-se girar o instrumento pelo menos uma vez, por exemplo, um terço de volta, mantendo-se o alinhamento inicial, ou substituir os blocos de apoio por outros que tenham características de deformação diferentes; para a tração, devem-se girar as barras de acoplamento pelo menos uma vez, por exemplo, um terço de volta, ou mudar e realinhar as articulações; devem ser introduzidas as variações normalmente encontradas em serviço, como, por exemplo, acoplamento e desacoplamento de cabos elétricos.

Recomenda-se que a calibração seja realizada no intervalo de temperatura entre 10°C e 35°C, com variação máxima de ± 3°C durante a calibração, e que seja registrada no início da primeira série de medição e ao final da última série de medição. Para o certificado de calibração e validade, as informações gerais devem conter: referência a esta norma; identificação do instrumento de medição de força de uso geral (tipo, fabricante, número de série, faixa nominal e resolução); identificação do padrão utilizado, número e data da calibração e nome da instituição que efetuou a calibração; nome ou marca da instituição que efetuou a calibração do instrumento de medição de força de uso geral; data da calibração e da emissão do certificado de calibração do instrumento de medição de força de uso geral; identificação do certificado por uma referência única; sentido de aplicação da força de calibração (tração e/ou compressão); temperatura média e variação na qual a calibração foi realizada; limite inferior de calibração.

Os resultados da calibração devem incluir: a tabela com os valores lidos e média; o erro relativo da indicação; o erro relativo de reprodutibilidade; e a incerteza expandida de medição e fator de abrangência. Para a validade, sob circunstâncias normais, convém que a calibração seja realizada em intervalos não maiores que 12 meses.

Este intervalo pode variar, dependendo do tipo de instrumento de medição de força de uso geral, da manutenção e da severidade de uso. Enfim, em várias aplicações na indústria, realizar medições são atividades obrigatórias para avaliar os parâmetros críticos dos produtos ou itens.

É necessário estimar as forças de tração da carga de compressão, qualificações dimensionais, análises químicas, etc. Essas aplicações podem ser utilizadas em testes de materiais, pesagem industrial, medições de peças de reposição.

Em todas as medições e aplicações, haverá uma estimativa de incerteza para o parâmetro medido. Para medições de força, os dispositivos utilizados para conduzir as medições devem ser rastreáveis a uma realização da unidade do Sistema Internacional de Unidades (SI) das forças, dentro desta incerteza reivindicada.

O instrumento de prova de força (transdutor de força) deve ser usado para calibrar o transdutor de força industrial ou para medir forças diretamente, como este inserido nas máquinas de ensaio de tração. Esses transdutores de força devem ser rastreáveis até as máquinas padrão de força nacional que possuem capacidades de medição de calibração reconhecidas.

Os métodos de calibração para calibrar esses instrumentos de prova de força geralmente serão realizados de acordo com um procedimento documentado. Este procedimento de calibração documentado identifica os critérios de classificação para os instrumentos de prova de força com base em vários erros relativos, como reprodutibilidade relativa e erros de repetibilidade, erro de interpolação relativo, erro de zero relativo, erro de reversibilidade relativa e erro de fluência relativo.

Essa classificação pode ser considerada uma declaração de conformidade como aprovado/reprovado, em tolerância/fora de tolerância, em especificação/fora de especificação. Esse procedimento pode ser considerado como identificações de conformidade ou não conformidade com um padrão, especificações ou requisitos relevantes.

A determinação do coeficiente de permeabilidade de solos

Deve-se entender o método para a determinação do coeficiente de permeabilidade (ou coeficiente de condutividade hidráulica) à carga constante, com a água percolando pelo solo, em regime de escoamento laminar. 

A NBR 13292 de 02/2021 – Solo – Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos granulares à carga constante especifica o método para a determinação do coeficiente de permeabilidade (ou coeficiente de condutividade hidráulica) à carga constante, com a água percolando pelo solo, em regime de escoamento laminar. Aplica-se aos solos granulares, contendo no máximo 10 %, em massa, de material que passa na peneira de 0,075 mm.

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Qual deve ser o diâmetro interno do permeâmetro?

Qual deve ser o esquema de montagem para a saturação do corpo de prova?

Como proceder em relação à compacidade relativa próxima de 100%?

Qual é a relação de viscosidades da água?

A realização do ensaio, em regime de escoamento laminar, pressupõe o atendimento das seguintes condições: continuidade do escoamento, sem variações de volume do solo, durante o ensaio; saturação total do corpo de prova; escoamento em regime permanente, sem variações no gradiente hidráulico, durante a sua realização; existência de proporcionalidade direta entre as velocidades de fluxo e os gradientes hidráulicos. A aparelhagem necessária à execução do ensaio é descrita a seguir.

O permeâmetro do tipo A ou B a ser utilizado deve ter diâmetro interno no mínimo de 8 vezes a 12 vezes a dimensão máxima dos grãos maiores. A sua altura útil deve ser de 1,5 a 2 vezes o diâmetro interno. O permeâmetro deve ser dotado de: disco perfurado ou tela reforçada (no permeâmetro do tipo B, utiliza-se apenas disco perfurado), colocado na base e com permeabilidade superior à do corpo de prova, com abertura suficientemente pequena para evitar a passagem de partículas.

A colocação de geotêxtil não tecido, de pequena espessura, entre o corpo de prova e o disco (ou tela), pode auxiliar na redução deste efeito. No permeâmetro do tipo A, entre a face inferior do permeâmetro e o disco perfurado (ou tela), deve ser colocada uma camada compactada de material granular, com granulometria uniforme, com altura entre 1 cm e 3 cm, conforme a granulometria do material que estiver sendo ensaiado, e permeabilidade superior à do corpo de prova.

Devem existir saídas para os manômetros, visando a determinação da perda de carga H, ao longo do comprimento L, o qual deve ser igual ou superior ao diâmetro interno do permeâmetro. As aberturas para os tubos manométricos devem ser dotadas de telas ou de pedras porosas moldadas com areia e cola à base de resina epóxi, misturadas em proporções adequadas.

Incluir um disco perfurado ou tela adequadamente reforçada (no permeâmetro do tipo B, utiliza-se apenas disco perfurado), instalado sobre o topo do corpo de prova e com as mesmas características do colocado na base. No permeâmetro do tipo A, entre o disco perfurado (ou tela) e a face superior do permeâmetro, deve ser colocada uma camada de material granular, com características semelhantes às da colocada na face inferior, com altura tal que, ao se instalar o prato superior do permeâmetro, este comprima levemente o material subjacente.

O reservatório para manutenção de carga constante deve ser dotado de um filtro, constituído por uma camada de areia fina, para retenção de parte do ar contido na água de alimentação do sistema. Quando disponível, é preferível a utilização de água desaerada. Para verter o material no permeâmetro, deve ser utilizado um funil grande, dotado de um bico com comprimento superior à altura total do permeâmetro. O diâmetro do bico deve ser de 13 mm ou 25 mm, respectivamente, caso a dimensão dos grãos maiores seja de 2,0 mm ou 9,5 mm.

Se necessário, pode ser utilizado um equipamento para compactação do corpo de prova. Recomenda-se a utilização de: sapata metálica rígida com 5 cm de diâmetro, conectada a um sistema vibratório; sapata metálica rígida com 5 cm de diâmetro, fixada na extremidade de uma haste-guia.

A compactação é provocada por um peso, com massa variando entre 0,1 kg para areias e 1 kg para solos com elevado teor de pedregulhos, que deslize ao longo da haste-guia, a qual deve permitir a ajustagem da altura de queda entre 10 cm para areias e 20 cm para solos com elevado teor de pedregulhos. Para remoção de ar e saturação do corpo de prova, deve ser utilizada uma bomba de vácuo, capaz de aplicar um vácuo de no mínimo 67 kPa (50 cm de Hg).

Entre o permeâmetro e a bomba, deve ser instalado um dispositivo ou reservatório adequado, para evitar a entrada de água na bomba. Na falta da bomba de vácuo, pode-se permitir a vazão inicial mínima, por contrapressão (de baixo para cima), de modo a retirar todo o ar contido no sistema. Os tubos manométricos devem ser dotados de escala graduada em milímetros, para medição das cargas hidráulicas.

As balanças que permitam pesar nominalmente 2 kg, 10 kg e 40 kg, com precisão de 1 g, 2 g e 5 g, respectivamente, e sensibilidades compatíveis. A régua deve ser metálica, rígida, com dimensões uniformes e comprimento superior ao diâmetro do permeâmetro.

As peneiras devem ser de 19,0 mm, 9,5 mm, 2 mm e 0,075 mm, de acordo com as NBR NM ISO 3310-1 e NBR NM ISO 3310-2. Outros equipamentos necessários são constituídos por reservatório de água, concha metálica com capacidade de cerca de 100 g de solo, termômetro, cronômetro com indicação de segundos, proveta de vidro com capacidade de 250 cm³ e precisão de 2 cm², repartidor de amostras, bandejas metálicas, paquímetro, etc.

Para a realização do método de ensaio, para a preparação da amostra, utilizar o repartidor de amostra, ou por quarteamento, obter uma quantidade suficiente de material, de modo a atender ao especificado a seguir. A amostra deve ser previamente seca ao ar e conter menos que 10% de material passante na peneira de 0,075 mm.

Antecedendo o ensaio de permeabilidade, proceder à análise granulométrica do material, de acordo com a NBR 7181. Determinar também a massa específica dos grãos do solo, de acordo com a NBR 6458. Por peneiramento, separar os grãos retidos na peneira de 19,0 mm, os quais não podem ser utilizados no ensaio de permeabilidade.

Do material passante na peneira de 19,0 mm, selecionar, com uso do repartidor de amostra ou por quarteamento, uma quantidade aproximadamente igual a duas vezes a necessária para preencher o permeâmetro e homogeneizar em uma bandeja. Para a expressão dos resultados, o coeficiente de permeabilidade k20 ºC, referido à temperatura de 20 °C, deve ser expresso de forma exponencial (base 10), com dois algarismos significativos, em centímetros por segundo (por exemplo, 1,2 × 10 –3 cm/s).

Apresentar a curva granulométrica e a massa específica dos grãos do material ensaiado. Indicar, ainda, a massa específica aparente seca, o teor de umidade da amostra seca ao ar e o índice de vazios do corpo de prova, respectivamente, com exatidão de 0,01 g/cm³, 0,1% e 0,01. Apresentar o gráfico referente a 6.1.2, com velocidade referida à temperatura de 20 °C em função do gradiente hidráulico. Informar as dimensões do permeâmetro utilizado.

Registrar a natureza e as características da água utilizada no ensaio (in situ, da rede de distribuição, destilada, desaerada e outras, como cor, acidez e dureza). Indicar, ainda, qualquer anormalidade que tenha ocorrido, como, por exemplo, segregação de finos. Registrar a compacidade relativa obtida no corpo de prova moldado com aproximação de 1%.

A qualificação dos profissionais de proteção catódica

Deve-se entender os requisitos e a sistemática para qualificação e certificação de profissionais de proteção catódica no nível 1 (ênfase em sistemas terrestres ou ênfase em sistemas marítimos) e nível 2 (especialista), bem como descreve as atribuições para os níveis de qualificação estabelecidos.

A NBR 15653 de 11/2020 – Critérios para qualificação e certificação de profissionais de proteção catódica estabelece os requisitos e a sistemática para qualificação e certificação de profissionais de proteção catódica no nível 1 (ênfase em sistemas terrestres ou ênfase em sistemas marítimos) e nível 2 (especialista), bem como descreve as atribuições para os níveis de qualificação estabelecidos.

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Como deve ser feito o processo de certificação?

Quais são os fundamentos do programa do exame de qualificação teórico?

Qual o conteúdo sobre proteção catódica no programa do exame de qualificação teórico?

Quais os tópicos sobre a instalação de componentes de proteção catódica?

Os profissionais que atuam na área de proteção catódica (PC) são classificados em dois níveis crescentes de qualificação e certificação, designados N1, com ênfase em sistemas terrestres ou com ênfase em sistemas marítimos), e N2, especialista. As atribuições e responsabilidade básicas inerentes a cada um dos níveis do profissional de proteção catódica são descritas abaixo.

Os profissionais de proteção catódica – Nível 1, com ênfase em sistemas terrestres, devem estar capacitados para realizar serviços de campo relacionados a sistemas de proteção catódica terrestres: levantamento de dados destinados à elaboração de projetos e pesquisa de interferências, orientação da instalação e montagem, execução de inspeção e de manutenção preventiva e corretiva de sistemas de proteção catódica. Este profissional deve conhecer os fundamentos básicos da corrosão e da técnica de proteção catódica e estar capacitado para executar os serviços descritos a seguir.

Conhecer e utilizar instrumentos de medição, como multímetros, alicates, amperímetro, terrômetros, registradores, detectores de cabos e de tubos metálicos e demais instrumentos utilizados nos serviços de campo. Medir a resistividade elétrica em solos, levantar potencial estrutura/solo ON e ON/OFF, realizar pesquisa de corrente de interferência, levantar parâmetros elétricos de fontes de corrente contínua e drenagens (tensão, corrente, horímetro, entre outros) e testar a continuidade de circuito elétrico.

Orientar a instalação dos componentes do sistema (pontos de ensaio, cupons de proteção catódica, retificadores ou outras fontes de corrente contínua, drenagens, leitos de anodos, eletrodos de referência permanentes, juntas isolantes e seus dispositivos de proteção elétrica, desacopladores cc, cabos elétricos, etc.) e a realização de conexões elétricas entre cabos ou entre cabos e estruturas. Identificar e eliminar defeitos em componentes do sistema.

Os profissionais de proteção catódica – Nível 1, com ênfase em sistemas marítimos, devem estar capacitados para realizar serviços relacionados a sistemas de proteção catódica marítimos: levantamento de dados de campo e elaboração de projetos, orientação da instalação e montagem, avaliação de relatório de inspeção, ajuste de sistemas de corrente impressa em funcionamento, execução de inspeção e de manutenção preventiva e corretiva de sistemas de proteção catódica. Este profissional deve conhecer os fundamentos básicos da corrosão e da técnica de proteção catódica e estar capacitado para executar os serviços descritos a seguir.

Conhecer e utilizar instrumentos de medição, como multímetros, alicates, amperímetro, terrômetros, condutivímetros e demais instrumentos utilizados nos serviços de campo. Medir resistividade elétrica em líquidos, levantar potencial estrutura/solo ON, inspeção de sistemas, levantar parâmetros elétricos de fontes de corrente contínua (tensão, corrente, horímetro, entre outros) e testar continuidade de circuito elétrico.

Orientar a instalação dos componentes do sistema (fontes de corrente contínua, anodos, eletrodos de referência permanentes, juntas isolantes e seus dispositivos de proteção elétrica, cabos elétricos etc.) e a realização de conexões elétricas entre cabos, entre cabos e estruturas, e entre anodos e estruturas. Identificar e eliminar defeitos em componentes do sistema.

Os profissionais de proteção catódica – Nível 2 devem estar capacitados para realizar as atividades atribuídas ao profissional nível 1 e devem ainda: coordenar a execução do projeto e a pré-operação de sistemas de proteção catódica, ajustar sistemas em funcionamento, analisar dados de levantamentos de campo e pesquisa de interferências, solucionar problemas, avaliar relatório de inspeção de revestimento anticorrosivo, emitir ou avaliar documentos de projeto e de inspeção. Este profissional deve conhecer os princípios da corrosão, polarização, métodos de combate à corrosão e de técnica de proteção catódica, métodos de avaliação de revestimento anticorrosivo e de sistema de proteção catódica, e estar capacitado para executar os serviços descritos a seguir.

Realizar as atividades atribuídas ao profissional nível 1, descritas nessa norma. Coordenar todas as etapas de um projeto executivo de proteção catódica, inclusive a pré-operação e a inspeção de revestimento anticorrosivo e emissão de documentos. Ajustar o sistema de proteção catódica em operação. Interpretar relatórios de levantamentos de campo (potenciais passo a passo – CIS ou CIPS – e leitura de potencial ON/OFF) e de técnicas especiais de inspeção de revestimento anticorrosivo (método de Pearson, atenuação de corrente e gradiente de potencial em corrente contínua – DCVG – e alternada – ACVG).

Emitir ou avaliar relatório e recomendação de inspeção. Elaborar e cumprir o procedimento de controle de calibração de instrumentos e equipamentos de medição. O profissional nível 1 (ênfase em sistemas terrestres ou marítimos) deve comprovar, mediante documentos, o atendimento à legislação vigente e aos requisitos mínimos definidos nas alíneas abaixo, devendo ser respeitadas as exigências curriculares das legislações estaduais pertinentes.

Ele deve ter 60 meses de experiência comprovada em serviços de proteção catódica e ensino fundamental ou equivalente completos, por meio de cursos reconhecidos pelo Ministério da Educação e Cultura (MEC); ou 36 meses de experiência comprovada em serviços de proteção catódica e ensino médio ou equivalente completos, por meio de cursos reconhecidos pelo Ministério da Educação e Cultura (MEC); ou 24 meses de experiência comprovada em serviços de proteção catódica e ensino técnico completo (mecânica, eletrônica, eletrotécnica, química, edificações ou telecomunicações), através de cursos reconhecidos pelo Ministério da Educação e Cultura (MEC).

Deve ter 12 meses de experiência comprovada em serviços de proteção catódica e ensino superior completo em engenharia, tecnologia, física ou química, através de cursos reconhecidos pelo Ministério da Educação e Cultura (MEC). O profissional nível 2 deve comprovar, mediante documentos, o atendimento à legislação vigente e aos requisitos mínimos definidos nas alíneas abaixo, devendo ser respeitadas as exigências curriculares das legislações estaduais pertinentes.

Ele deve possuir 36 meses de experiência comprovada em serviços de proteção catódica e ensino médio ou equivalente completos, por meio de cursos reconhecidos pelo Ministério da Educação e Cultura (MEC); ou 24 meses de experiência comprovada em serviços de proteção catódica e ensino técnico completo (mecânica, eletrônica, eletrotécnica, química, edificações ou telecomunicações), por meio de cursos reconhecidos pelo Ministério da Educação e Cultura (MEC).

Deve ter 12 meses de experiência comprovada em serviços de proteção catódica e ensino superior completo em engenharia, tecnologia, física ou química, por meio de cursos reconhecidos pelo Ministério da Educação e Cultura (MEC). Os candidatos a profissionais de proteção catódica, níveis 1 e 2, devem ser submetidos aos seguintes exames de qualificação, em um centro de exames de qualificação: exame teórico geral, abrangendo os princípios fundamentais de corrosão e proteção catódica, com base no programa de conhecimentos técnicos estabelecidos nos Anexos A, B, e C, composto de uma avaliação com 50 questões; exame prático, onde o candidato deve demonstrar seus conhecimentos em proteção catódica, com base no programa de conhecimentos técnicos estabelecidos no Anexo D, composto por seis avaliações.

O candidato ao nível 2 com certificado nível 1, com ênfase em sistemas terrestres dentro do prazo de validade, está dispensado do prático. O candidato ao nível 2 com certificado nível 1, com ênfase em sistemas marítimos dentro do prazo de validade, deve realizar as avaliações D.4 e D.5, específicas para sistemas terrestres. Para aprovação nos exames teóricos e práticos de qualificação, os candidatos devem ter pontuação igual ou superior a 70 % do valor total de cada prova.

O candidato reprovado em qualquer dos exames pode requerer por até duas vezes outro exame, realizando somente as provas em que não obteve grau suficiente. O profissional reprovado no 2° reexame deve realizar o exame de qualificação completo.

 

API RP 577: os processos de soldagem, inspeção e metalurgia

Essa recommended practice (RP), editada em 2020 pela American Petroleum Institute (API), fornece orientação para o inspetor autorizado da API na inspeção de soldagem encontrada com a fabricação e reparo de equipamentos de refinaria e planta química e tubulação. Os processos de soldagem comuns, procedimentos de soldagem mais sofisticados, as qualificações do soldador, os efeitos metalúrgicos de soldagem e as técnicas de inspeção são descritos para ajudar o inspetor a cumprir seu papel na implementação das API 510, API 570, API Std 653 e API RP 582.

A API RP 577:2020 – Welding Processes, Inspection, and Metallurgy é uma prática recomendada desenvolvida e publicada pelo American Petroleum Institute (API) que fornece a orientação para o inspetor autorizado da API na inspeção de soldagem encontrada com a fabricação e reparo de equipamentos de refinaria e planta química e tubulação. Os processos de soldagem comuns, procedimentos de soldagem mais sofisticados, as qualificações do soldador, os efeitos metalúrgicos de soldagem e as técnicas de inspeção são descritos para ajudar o inspetor a cumprir seu papel na implementação das API 510, API 570, API Std 653 e API RP 582. O nível de aprendizagem e o treinamento obtido a partir deste documento não substitui o treinamento e a experiência necessários para ser um inspetor de soldagem certificado em um dos programas de certificação de soldagem estabelecidos, como o inspetor de soldagem certificado da American Welding Society (AWS) (CWI).

Esta RP não exige que todas as soldas sejam inspecionadas, nem exige que as soldas sejam inspecionadas de acordo com técnicas e extensão específicas. As soldas selecionadas para inspeção e as técnicas de inspeção apropriadas devem ser determinadas pelos inspetores de soldagem, engenheiros ou outro pessoal responsável usando o código ou padrão aplicável. A importância, a dificuldade e os problemas que podem ser encontrados durante a soldagem devem ser considerados por todos os envolvidos. Um engenheiro de soldagem deve ser consultado sobre quaisquer problemas de soldagem críticos, especializados ou complexos.

Conteúdo da norma

Escopo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1

2 Referências normativas.  . . . . . . . . . 1

3 Termos, definições e acrônimos. . . . . ..  .. 3

3.1 Termos e definições. . . . . . . . .. 3

3.2 Acrônimos. . . . . . . . . . . . . . .. 12

4 Processos de soldagem. . . . . . . . . 12

4.1 Geral. . . . . . . . . 12

4.2 Soldagem por arco de metal blindado (SMAW). . . . . 12

4.3 Soldagem a arco de gás tungstênio (GTAW). ……….. 15

4.4 Soldagem a arco de gás metálico (GMAW)…………… 18

4.5 Soldagem por arco elétrico (FCAW). . …………. 21

4.6 Soldagem por Arco Submerso (SAW)…………. . . 24

4.7 Soldagem de Arco de Stud (SW). . .. . . . . . . . . 26

4.8 Soldagem a arco de plasma (PAW)… . . … 26

4.9 Soldagem por eletrogás (EGW)… . . . . . . 28

5 Materiais de Soldagem. . .. . . . . . . . . . . . 30

5.1 Geral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.2 Atribuição de número P a metais básicos. . .. . . 30

5.3 Atribuição de número F a metais de enchimento. . .. 31

5.4 Classificação AWS de metais de enchimento. . ………. 31

5.5 Número A…. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.6 Seleção de metal de adição. . .. . . . . . . . … 31

5.7 Armazenamento e manuseio de consumíveis. …………. . 32

6 Procedimento de soldagem… . . . . . . . . . . . . 32

6.1 Geral…. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.2 Especificação do procedimento de soldagem (WPS). . . 33

6.3 Registro de qualificação do procedimento (PQR)… . . .. 45

6.4 Revisão do WPS e PQR…. . . . . .. 45

6.5 Procedimentos de soldagem tubo-a-folha de tubo. . … 45

7 Qualificação do soldador. . .. . . . . . . . … 47

7.1 Geral. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47

7.2 Soldadores e Operadores de Soldagem. . .. 47

7.3 Falha no exame de uma solda de produção. . .. . . 47

7.4 Ensaio para qualificação… . . . . . … 47

7.5 Vencimento, revogação e renovação da qualificação de soldador ou operador de solda..  . . . . . . . . 47

7.6 Qualificação de desempenho do soldador. …….. 47

7.7 Revisando um WPQ. . . . . . . . . . . … 48

7.8 Limitações para qualificações de soldador… . . . 49

8 Exame não destrutivo. . . . . … 50

8.1 Descontinuidades/imperfeições… . . .. 50

8.2 Identificação de materiais. . . . . . . . . . . .. 54

8.3 Exame Visual (VT)… . . . . . … 55

8.4 Exame de Partículas Magnéticas (MT). . . . . .. 62

8.5 Medição de campo de corrente alternada. . . . . … 66

8.6 Exame de líquido penetrante (PT). . .. 67

8.7 Exame de corrente parasita (ET). . .. . … 69

8.8 Exame radiográfico (RT). . … 69

8.9 Exame ultrassônico (UT). . . . . … 83

8.10 Ensaio de dureza. . . . . . . . . . . . . . .. 95

8.11 Ensaio Exame de Pressão e Vazamento (LT). . … 96

9 Inspeção de soldagem. . .. . . . . . . . . . . .. 97

9.1 Geral. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 97

9.2 Tarefas antes da soldagem. . . . . . . . . . . . 97

9.3 Tarefas durante as operações de soldagem. . .. 101

9.4 Tarefas após a conclusão da soldagem. ….. . . . 103

9.5 Não conformidades e defeitos. . ………….. 105

9.6 Certificação do examinador NDE… . . . . . … 105

9.7 Registro de dados de inspeção de soldagem. . . . . . 106

10 Metalurgia. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 109

10.1 Geral. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 109

10.2 Estrutura de metais e ligas….. 109

10.3 Propriedades físicas. . .. . . . . . . . … 111

10.4 Propriedades mecânicas. . .. . . . . .. 113

10.5 Pré-aquecimento. . .. . . . . . . . . . . . . . … 116

10.6 Tratamento térmico. . .. . . . . . . . . . . … 116

10.7 Relatórios de ensaio de material…. . . . . . … 119

10.8 Soldabilidade de metais. . .. . . . . . . . .. 120

10.9 Soldabilidade de altas ligas . . . . . . . . … 122

11 Questões de Soldagem de Refinaria e Planta Petroquímica…………….24

11.1 Geral. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

11.2 Rosqueamento a quente e soldagem em serviço. . … 124

11.3 Falta de fusão com o processo de soldagem GMAW-S………. 127

11.4 Serviço de cáustica… . . . . . . . . . . . .. 128

11.5 Soldagem por deposição controlada….. 128

12 Precauções de segurança. . . . . . . . . . . . . . . 130

Anexo A (normativo) Tecnologia e símbolos. . … 131

Anexo B (normativo) Ações para lidar com soldas de produção feitas incorretamente. . . . . . . . . . . … 137

Anexo C (informativo) Revisão WPS / PQR. …… . 139

Anexo D (normativo) Guia para seleção comum de metais de adição. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 174

Anexo E (informativo) Exemplo de relatório de resultados de RT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … 178

Anexo F (informativo) Considerações sobre inspeção…………179

Anexo G (informativo) Segurança de Soldagem….. ……. . . 181

Bibliografia. . . . . . . . . . . … 182