conhecendo caldeira e vasos

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NR 13 CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO

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Este é um documento que auxilia na compreensão e entendimento de como funciona uma caldeira

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Apresentao do PowerPoint

NR 13 CALDEIRAS E VASOS DE PRESSO

O uso do calor acompanha a evoluo do ser humano desde os primeiros registros, ainda na pr histria.

Calor de aquecimento: de 0 a 200 C.Higiene pessoal.Cozimento de alimentos.Processos industriais.

Calor de acionamento: acima de 200 C.Movimentao.Fuso.

NORMAS APLICVEIS.

NR 13 Caldeiras e vasos de presso. NBR 12177 1 1999. Caldeiras estacionrias vapor. Parte 1:caldeiras flamotubulares. NBR 12177 2 1999. Caldeiras estacionrias vapor. Parte 2:caldeiras aquatubulares. NBR 13203. inspeo de segurana em caldeiras estacionriaseltricas. NBR 15417 Vasos de presso - inspeo de segurana emservio. ASME (American Society of Mechanical Engineers) diversas. Normas e procedimentos diversos (Ex. Petrobrs).

13.1. Caldeiras a vapor disposies gerais.

13.1.1. Caldeiras a vapor so equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob presso superior atmosfrica, utilizando qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores eequipamentos similares utilizados em unidades de processo.

EXEMPLO CLSSICO DE CALDEIRA

13.6. Vasos de presso disposies gerais.13.6.1. Vasos de presso so equipamentos que contm fluidos sobpresso interna ou externa.

ANEXO III

1. Esta NR deve ser aplicada aos seguintes equipamentos:a) Qualquer vaso cujo produto P.V seja superior a oito, onde P amxima presso de operao em kPa, e V, o seu volume geomtricointerno em m3 incluindo: permutadores de calor, evaporadores e similares; vasos de presso ou partes sujeitas a chama direta que no estejamdentro do escopo de outras NRs, nem do item 13.1. desta NR; vasos de presso encamisados, incluindo refervedores e reatores; autoclaves e caldeiras de fluido trmico que no o vaporizem. vasos de presso encamisados, incluindo refervedores e reatores; autoclaves e caldeiras de fluido trmico que no o vaporizem.b) Vasos que contenham fluido da classe A, especificados no Anexo IV,independentemente das dimenses e do produto P.V.

Fludos CLASSE A conforme anexo IV:

fluidos inflamveis; combustvel com temperatura superior ou igual a 200C; fluidos txicos com limite de tolerncia igual ou inferior a 20 ppm; hidrognio; acetileno.

Prazos mximos de inspeo de vasos de presso (13.10.3 e anexo IV):

EXEMPLOS CLSSICOS DE VASO DE PRESSO

DEFINIESRESPONSABILIDADES DO TCNICO DE SEGURANAPERANTE A NR 13:

Identificar equipamentos que produzem e acumulam vapor sob presso maior que a atmosfrica. Identificar equipamentos que contm fluidos sobre presso interna ou externa. Requisitar os trabalhos de um profissional habilitado para execuo das inspees e elaborao dos documentos. Fiscalizar o trabalho deste profissional, atuar para que suasorientaes sejam seguidas, zelar pela documentao ecumprimento dos procedimentos de segurana que estesequipamentos requerem.

DEFINIESRESPONSABILIDADES DO TCNICO DE SEGURANAPERANTE A NR 13:

Identificar riscos vida. Identificar riscos ao meio ambiente. Identificar riscos ao patrimnio. Propor solues.

DEFINIESPROFISSIONAL HABILITADO

13.1.2. Para efeito desta NR, considera-se Profissional Habilitado (PH) aquele que tem competncia legal para o exerccio da profisso de engenheiro nas atividades referentes a projeto de construo, acompanhamento de operao e manuteno, inspeo e superviso de inspeo de caldeiras e vasos de presso, em conformidade com a regulamentao profissional vigente no Pas.

DEFINIESPROFISSIONAL HABILITADO

Resoluo n 218, de 29/07/1973, do CONFEA;Deciso Normativa n 29/88 e n 45/92 do CONFEA:Estabelecem como habilitados os profissionais da rea de Engenharia Mecnica e de Engenharia Naval bem como os engenheiros civis com atribuies do art. 28 do Decreto Federal n 23.569/33 que tenham cursado as disciplinas de Termodinmica e suas Aplicaes e Transferncia de Calor ou equivalentes comdenominaes distintas, independentemente do nmero de anostranscorridos desde sua formatura.

DEFINIESPROFISSIONAL HABILITADO

O registro nos conselhos regionais de profissionais a nicacomprovao necessria a ser exigida do PH.Laudos, relatrios e pareceres somente tero valor legal quandoassinados por PH.Empresas prestadoras de servio que se propem a executar asatividades prescritas neste sub item so obrigadas a se registrar norespectivo conselho regional, indicando responsvel tcnicolegalmente habilitado.

O PH pode ser consultor autnomo, empregado de empresa prestadora de servio ou empregado da prpria empresa proprietria do equipamento.A NR-13, prev que o PH atue como a referncia tcnica para o proprietrio da caldeira, uma vez que este carece deconhecimentos tcnicos necessrios para as tomadas de deciso necessrias segurana.O PH tomar essas decises, responsabilizando-se por elas.O PH pode delegar a execuo de uma determinada atividade para um preposto, tcnico especializado. Entretanto, a responsabilidade e a assinatura pelos servios especializados ser sempre do PH.

CALDEIRAS E VASOS DE PRESSO

Esta NR no inclui regras para projeto e pressupe que osequipamentos so construdos de acordo com normas e cdigos de reconhecimento internacional.

13.5 - Inspeo de segurana de caldeiras.13.5.1 - As caldeiras devem ser submetidas a inspees de segurana inicial, peridica e extraordinria, sendo considerado condio de risco grave e iminente o no - atendimento aos prazos estabelecidos nesta NR.

13.5.2 A inspeo de segurana inicial deve ser feita em caldeiras novas, antes da entrada em funcionamento, no local de operao, devendo compreender exames interno e externo, teste hidrosttico e de acumulao.13.5.3 A inspeo de segurana peridica, constituda por exames interno e externo, deve ser executada nos seguintes prazos mximos:a) 12 (doze) meses para caldeiras das categorias A, B e C;b) 12 (doze) meses para caldeiras de recuperao de lcalis de qualquer categoria;c) 24 (vinte e quatro) meses para caldeiras da categoria A, desde que aos 12 (doze) meses sejam testadas as presses de abertura das vlvulas de segurana;d) 40 (quarenta) meses para caldeiras especiais conforme definido no item 13.5.5.

Caldeiras: classificao conforme a NR 13.

a) Caldeiras da categoria A so aquelas cuja pressode operao igual ou superior a 1960 kPa (19,98 kgf/cm).b) Caldeiras categoria C so aquelas cuja presso de operao igual ou inferior a 588 kPa (5,99 kgf/cm) e o volume igual ou inferior a 100 litros.c) Caldeiras categoria B so todas aquelas que no se enquadram nas categorias anteriores.

CALDEIRAS E VASOS DE PRESSO

CALDEIRAS E VASOS DE PRESSO

13.5.6 - Ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua inspeo subseqente, as caldeiras devem ser submetidas a rigorosa avaliao de integridade para determinar a sua vida remanescente e novos prazos mximos para inspeo, caso ainda estejam em condies de uso.13.5.7 - As vlvulas de segurana instaladas em caldeiras devem ser inspecionadas periodicamente conforme segue:a) Pelo menos 1 (uma) vez por ms, mediante acionamento manual da alavanca, em operao, para caldeiras das categorias B e C;b) Desmontando, inspecionando e testando em bancada as vlvulas flangeadas e, no campo, as vlvulas soldadas, recalibrando-as numa freqncia compatvel com a Experincia operacional da mesma, porm respeitando-se como limite mximo o perodo de inspeo estabelecido no subitem 13.5.3 ou 13.5.4, se aplicvel para caldeiras de categorias A e B.

13.5.8 - Adicionalmente aos testes prescritos no subitem 13.5.7, as vlvulas de segurana instaladas em caldeiras devero ser submetidas a testes de acumulao, nas seguintes oportunidades:

a) Na inspeo inicial da caldeira;b) Quando forem modificadas ou tiverem sofrido reformas significativas;c) Quando houver modificao nos parmetros operacionais da caldeiraou variao na PMTA;d) Quando houver modificao na sua tubulao de admisso oudescarga.

Definindo a PMTA (ou PMTP):

13.1.3. Presso Mxima de Trabalho Permitida (PMTP), ou Presso Mxima de Trabalho Admissvel (PMTA), o maior valor de presso compatvel com o cdigo de projeto, a resistncia dos materiais utilizados, as dimenses do equipamento e seus parmetros operacionais.

A PMTA calculada conforme cdigo de projeto da caldeira ou vaso depresso, considerando:

1. Dimenses e geometria (dimetro, espessura, etc.).2. Resistncia dos materiais (tenso mxima admissvel conforme temperatura).3. Outros fatores especficos para cada situao.

O valor da PMTA pode alterar-se ao longo da vida da caldeira ou do vaso de presso.A atualizao dos valores da PMTA deve apresentar:

1. Roteiro de clculo da PMTA;2. Cdigo de projeto aplicvel;3. Indicao de programa computacional, quando for o caso.

A alterao no valor da PMTA implica em ajustes nas presses de abertura das vlvulas de segurana e outros elementos de controle dependentes deste valor.

13.1.4. Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens:

a) Vlvula de segurana com presso de abertura ajustada em valor igual ou inferior PMTA.b) Instrumento que indique a presso do vapor acumulado.c) Injetor ou outro meio de alimentao de gua, independentemente do sistema principal, em caldeiras a combustvel slido.d) Sistema de drenagem rpida de gua, em caldeiras de recuperao de lcalis.e) Sistema de indicao para controle do nvel de gua ou outro sistema que evite o superaquecimento por alimentao deficiente.

Conforme o cdigo ASME, Seo I, caldeiras com superfcie de aquecimento superior a 47m2 devem possuir duas vlvulas de segurana.Nesse caso, permitido acrscimo de presso durante a descarga, com as duas vlvulas abertas de no mximo 6% da PMTA.

13.1.5. Toda caldeira deve ter afixada em seu corpo, em local de fcilacesso e bem visvel, a placa de identificao indelvel com, nomnimo, as seguintes informaes:

a) Fabricante.b) Nmero de ordem dado pelo fabricante da caldeira.c) Ano de fabricao.d) Presso Mxima de Trabalho Admissvel.e) Presso de teste hidrosttico.f) Capacidade de produo de vapor.g) rea da superfcie de aquecimento.h) Cdigo de projeto e ano de edio.

13.1.6. Toda Caldeira deve possuir, no estabelecimento onde estiver instalada, a seguinte documentao, devidamente atualizada:

Pronturio da Caldeira, que contenha as seguintes informaes: cdigo de projeto e ano de edio; especificao dos materiais; procedimentos utilizados na fabricao, montagem, inspeo final e determinao da PMTA; conjunto de desenhos e demais dados necessrios para o monitoramento da vida til da caldeira; caractersticas funcionais; dados dos dispositivos de segurana; ano de fabricao; categoria da caldeira.b) Registro de Segurana, em conformidade com o item 13.1.7.c) Projeto de Instalao, em conformidade com o item 13.2.d) Projetos de Alterao ou Reparo, em conformidade com os subitens 13.4.2 e 13.4.3.e) Relatrios de Inspeo, em conformidade com os subitens 13.5.11, 13.5.12 e 13.5.13.

13.1.6.1. Quando inexistente ou extraviado, o Pronturio da Caldeira deve ser reconstitudo pelo proprietrio, com responsabilidade tcnica do fabricante ou de PH, citado no subitem 13.1.2, sendo imprescindvel a reconstituio das caractersticas funcionais, dos dados dos dispositivos de segurana e dos procedimentos para determinao da PMTA.

13.2. Instalao de caldeiras a vapor13.2.1. O Projeto de Instalao de Caldeiras a Vapor, no que concerne ao atendimento desta NR, de responsabilidade de PH, conforme citado no subitem 13.1.2, e deve obedecer aos aspectos de segurana, sade e meio ambiente previstos nas NRs, convenes e disposies legais aplicveis.

13.2.2. As caldeiras de qualquer estabelecimento devem ser instaladas em Casa de Caldeiras ou em local especfico para tal fim, denominado rea de Caldeiras.

13.3. Segurana na Operao de Caldeiras13.3.1. Toda caldeira deve possuir Manual de Operao atualizado, emlngua portuguesa, em local de fcil acesso aos operadores, contendo no mnimo:a) Procedimentos de partidas e paradas.b) Procedimentos e parmetros operacionais de rotina.c) Procedimentos para situaes de emergncia.d) Procedimentos gerais de segurana, sade e de preservao do meio ambiente.

13.3.4. Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operao e controle de operador de caldeira, sendo que o no-atendimentodessa exigncia caracteriza condio de risco grave e iminente.

13.3.5. Para efeito desta NR, ser considerado operador de caldeira aquele que satisfizer pelo menos uma das seguintes condies:

Possuir Certificado de Treinamento de Segurana na Operao de Caldeiras e comprovao de estgio prtico conforme subitem 13.3.9.b) Possuir certificado de Treinamento de Segurana para operao de caldeiras previsto na NR-13, aprovada pela Portaria n 02, de 8 de maio de 1984.c) Possuir comprovao de, pelo menos, trs anos de experincia nessa atividade, at 8 de maio de 1984.

13.3.9. Todo operador de caldeira deve cumprir um estgio prtico naoperao da prpria caldeira que ir operar, o qual dever sersupervisionado, documentado e ter durao mnima de:

a) Caldeiras Categoria A: 80 horas.b) Caldeiras Categoria B: 60 horas.c) Caldeiras Categoria C: 40 horas.

13.3.7. O Treinamento de Segurana na Operao de Caldeiras deveobrigatoriamente:

a) Ser supervisionado tecnicamente por PH citado no subitem 13.1.2.b) Ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim.c) Obedecer, no mnimo, ao currculo proposto no Anexo I-A desta NR.

13.3.11. A reciclagem de operadores deve ser permanente por meio deconstantes informaes das condies fsicas e operacionais dosequipamentos, atualizao tcnica, informaes de segurana participao em cursos, palestras e eventos pertinentes.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

Uma segunda diferena entre os gases e os lquidos a propriedade que tm os primeiros de serem facilmente compressveis, o mesmo no ocorrendo com relao aos lquidos. Ao comprimir um gs, este armazena energia potencial.

A gua e o leo so pouco compressveis.

Uma terceira diferena muito importante entre lquido e gs a miscibilidade. Os lquidos nem sempre so miscveis entre si, como no caso do leo e da gua. Os gases, ao contrrio, sempre se misturam homogeneamente entre si. Um exemplo tpico o ar atmosfrico, constitudo de nitrognio, oxignio e outros gases em menor proporo.Um outro exemplo o do maarico oxiacetilnico. O acetileno e oxignio, provenientes de suas respectivas garrafas, se misturam no interior do maarico.

CONHECENDO AS CALDEIRAS E OS VASOS DE PRESSO

CALDEIRAS CONCEITOS

Na panela de presso, no h consumo contnuo de gua.A quantidade de gua pr estabelecida toda aquecida e transformada emvapor, aumentando a presso e temperatura no interior da panela, o que acelera a coco dos alimentos.Em funo da presso interna, a temperatura de ebulio da gua no interior da panela de presso, da ordem de 110 C.

VAPOR COMO ACIONAMENTO

VAPOR COMO ACIONAMENTOA gua circula pelo interior de um tubo, que recebe calor proveniente de uma zona de queima (fornalha).Este calor, eleva a temperatura da gua no interior do tubo, temperatura de ebulio, gerando o vapor. O vapor encaminhado a um cilindro, movimentando o mbolo, que por sua vez, aciona uma biela, que pode fazer gira uma roda, por exemplo.

PRODUO DE VAPOR SUPERAQUECIDO

O vapor superaquecido vapor seco, que surge aps o vapor saturado passarpor um superaquecedor e atingir a temperatura de 200 C.A produo de vapor depende da quantidade de gua fornecida.

COZIMENTO DE ALIMENTOS

RECAUCHUTAGEM DE PNEUS

PARTES DE UMA CALDEIRA

SISTEMAS DE GERAO DE VAPOR Aberto: a gua utilizada descarregada na atmosfera em forma de vapor, so geralmente os sistemas de acionamento.

Fechado: a gua reaproveitada, atravs da condensao do vapor que o transforma em lquido novamente.

EXEMPLO DE SISTEMA FECHADO

TIPOS DE CALDEIRA Fogotubular. Aquatubular. Eltrica. Fisso nuclear.

CALDEIRA FOGOTUBULAR

CALDEIRA AQUATUBULAR

CALDEIRA DE FISSO NUCLEAR

CALDEIRA ELTRICA

Quanto posio: Horizontal. Vertical.Quanto produo: Vapor saturado. Vapor superaquecido.CALDEIRA HORIZONTAL

CALDEIRA VERTICAL

CLASSIFICAO QUANTO AO COMBUSTVEL Biomassa. Carvo e combustveis slidos. leo diesel, BPF e outros lquidos. Gs natural e GLP. Combustveis nucleares. Eletricidade.

COMBUSTVEL LQUIDO / GS

COMBUSTVEL SLIDO

ELETRICIDADE

VLVULAS TIPOS E FUNES

Gaveta: usada em lquidos, para bloqueio, ou seja, fechamento total ouabertura total. No adequada para controlar vazo, apresenta grande perdade carga.

Reteno: usada em lquidos, para garantir o o fluxo em um nico sentido,evitando o retorno.

Esfera: usada em lquidos e gases, indicada para abertura e fechamentorpidos, no sendo adequada para regulagem de fluxo, tambm para lquidos comslidos em suspenso.

Globo: usada em lquidos e gases, sendo adequada para regulagem de vazo, unidirecional, apresenta grande perda de carga quando aberta e excelente vedao.

Agulha: como a vlvula de globo, usada em lquidos e gases, sendo adequada para regulagemde vazo, porempara pequenos dimetros.

Vlvula de segurana:

Utilizada para gases, abre se totalmente permitindo a queda imediata de presso no interior do vaso.Normalmente, de mola calibrada, regulada para a presso de trabalho do vaso.

Presso de operao:

a presso de operao do fluido de trabalho, entendendo-se que ele pode estar em mais de uma condio de presso e temperatura, todas consideradas condies de trabalho. Dentre elas, a que corresponde maior presso utilizada como referncia para definir presso de abertura da vlvula, designada de presso de ajuste.

Presso de ajuste: a presso definida para abertura da vlvula, valor maior que a presso de operao usual, guardando entre elas diferena de presso de 10%.Na situao em que a vlvula de segurana ou de alvio descarrega para um sistema pressurizado, este impe uma contrapresso vlvula, cujo valor deve ser considerado para definio da presso de ajuste.

Sobrepresso:

Atingida a presso de ajuste, o tampo desloca-se, iniciando a abertura da vlvula. A presso, porm, ainda cresce, bem como a abertura da vlvula, at atingir valor que corresponde mxima capacidade de escoamento do fluido. A diferena entre essa presso e a presso de ajuste, normalmente expressa em termos percentuais, a Sobrepresso, a qual, de conformidade com o cdigo ASME (American Society Mechanical Engineering), tem os seguintes valores: