CURSO DE ATMOSFERA EXPLOSIVA

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Sumrio1. Natureza dos Materiais Inflamveis ........................................................................................ 11 1.1 Tringulo do Fogo. ................................................................................................................ 11 2. Limites de Inflamabilidade ....................................................................................................... 12 2.1 Limite Inferior de Inflamabilidade (LII). .................................................................................. 12 2.2 Limite Superior de Inflamabilidade (LSI). .............................................................................. 12 2.3 MIE Menor Energia de Ignio .............................................................................................. 12 2.4 MIC Menor Corrente de Ignio ............................................................................................ 12 2.5 MSEG Mximo Gap, ou interstcio, experimental seguro. .................................................... 12 2.6 Fontes de Ignio: ................................................................................................................. 14 3 Ponto de Fulgor ........................................................................................................................ 14 4. Temperatura de Ignio .......................................................................................................... 15 5. Enriquecimento de Oxignio ................................................................................................... 16 5.1 O que ? ................................................................................................................................ 16 5.2 Riscos .................................................................................................................................... 16 6 Densidade Relativa .................................................................................................................. 17 7 Classificao de reas ............................................................................................................. 18 7.1 Zonas ..................................................................................................................................... 18 8 Agrupamento dos gases .......................................................................................................... 25 9 Classe de temperatura ............................................................................................................. 27 10 Grau de proteo ................................................................................................................... 29 11 Normas, Certificao e Marcao .......................................................................................... 31 11.1 Introduo:........................................................................................................................... 31 12 Processo de Certificao ....................................................................................................... 33 13 As Diretivas ATEX .................................................................................................................. 34 14 Comparao de IEC, Normas Europeias (CENELEC) e Normas Brasileiras. ....................... 35 15 Normas para seleo, instalao e manuteno ................................................................... 37 16 Smbolos de certificao internacionais ................................................................................. 38 17 Marcao de equipamentos ................................................................................................... 39 18 Marcao ATEX ..................................................................................................................... 40 19 Equipamentos prova de exploso Ex d ......................................................................... 42 19.1 Conceito: ............................................................................................................................. 42 2

19.2 Temperatura ambiente ........................................................................................................ 43 19.3 Princpio operacional ........................................................................................................... 43 19.4 Requisitos de construo geral Dimenso do interstcio ................................................. 44 19.5 Juntas prova de exploso ................................................................................................ 44 19.7 Entradas de cabos ou eletrodutos no utilizadas ............................................................... 48 19.8 Pr-compresso .................................................................................................................. 50 19.9 Pr-compresso em motores prova de exploso ............................................................ 51 19.10 Entrada direta/indireta ....................................................................................................... 51 19.12 Modificao de invlucro prova de exploso ................................................................. 52 19.13 Obstruo de caminho da chama ..................................................................................... 56 19. 14 Requisitos de Instalao .................................................................................................. 56 19.14 A Proteo contra intempries ....................................................................................... 56 19.15 Mtodos de graus de proteo (IP) ................................................................................... 58 20 Equipamento de segurana aumentada Ex e................................................................... 58 20.1 Conceito e principais caractersticas do projeto.................................................................. 58 20.2 Temperatura ambiente ........................................................................................................ 60 20.3 Terminais de segurana aumentada ................................................................................... 61 20.4 Critrios de ensaio ndice Comparativo de Resistncia Superficial (ICRS) .................... 61 20.5 Tipos e classificao de terminais de segurana aumentada ............................................ 65 20.6 Estimativa de nmero de terminais ..................................................................................... 66 20.6.1 Limite de carga ............................................................................................................. 66 20.6.2 Limite trmico ............................................................................................................... 66 20.6.3 Mxima potncia dissipada .......................................................................................... 66 20.6.4 Clculo utilizando o limite de carga............................................................................ 66 20.7 Requisitos de instalao, inspeo e manuteno. ............................................................ 69 20.8 Motores Ex e segurana aumentada ................................................................................ 70 20.9 Tempo tE .............................................................................................................................. 71 20.10 Limites de temperatura...................................................................................................... 72 20.11 Caracterstica de desligamento (desarme) de sobrecarga trmica .................................. 72 21 Equipamentos do tipo Ex n No Acendvel ......................................................................... 73 21.1 Conceito e principais caractersticas do projeto.................................................................. 73

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21.2 Definio.............................................................................................................................. 74 21.3 Condies ambientais ......................................................................................................... 74 21.4 Princpio............................................................................................................................... 74 21.5 Medidas de proteo adicionais .......................................................................................... 75 21.6 Equipamentos e circuitos de energia limitada..................................................................... 75 21.6.1 Equipamento de energia limitada: ................................................................................ 75 21.6.2 Circuito de energia limitada: ......................................................................................... 76 21.6.3 Dispositivo selado: ........................................................................................................ 76 21.7 Dispositivo de interrupo em invlucro ............................................................................. 76 21.7.1 Dispositivo hermeticamente selado: ............................................................................. 77 21.8 Dispositivo encapsulado...................................................................................................... 77 21.9 Respirao restrita .............................................................................................................. 77 21.10 Pressurizao n .............................................................................................................. 77 22 Equipamentos pressurizados Ex p ................................................................................... 78 22.1 Conceito e medidas de controle .......................................................................................... 78 22.2 Introduo............................................................................................................................ 78 22.3 Princpio de funcionamento ................................................................................................. 80 22.4 Purga ................................................................................................................................... 81 22.5 Invlucros ............................................................................................................................ 81 22.6 Gs de proteo .................................................................................................................. 82 22.7 Tampas/portas do invlucro ................................................................................................ 82 22.8 Dispositivos de segurana/circuito de controle ................................................................... 83 22.9 Dutos ................................................................................................................................... 84 22.10 Arranjos de dutos .............................................................................................................. 85 22.11 Variaes dos mtodos e tipos de pressurizao ............................................................ 86 22.11.1 Tipos de pressurizao............................................................................................... 86 22.11.1.1 Pressurizao esttica ......................................................................................... 86 22.11.1.2 Pressurizao com fluxo contnuo ....................................................................... 87 22.11.1.3 Pressurizao com compensao de perda ........................................................ 87 22.11.1.4 Diluio contnua.................................................................................................. 88 22.11.2 Tipos e magnitude de liberao interna ..................................................................... 89

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22.12 Medidas a serem tomadas mediante perda de presso e requisitos de instalao e proteo. ...................................................................................................................................... 90 22.12.1 Ausncia de fonte interna de liberao ...................................................................... 90 22.12.2 Presena de fonte interna de liberao ...................................................................... 91 22.12.3 Equipamentos eltricos montados externamente ...................................................... 91 22.13.4 Equipamentos energizados durante ausncia de sobrepresso ............................... 92 22.14 Classificao de temperatura Pressurizao do tipo px ou tipo py .................................. 94 22.14.1 Tipo de pressurizao pz ........................................................................................... 94 22.14.2 Marcao .................................................................................................................... 94 23 Equipamentos intrinsecamente seguro Ex i ..................................................................... 95 23.1 Conceito .............................................................................................................................. 95 23.2.1 A barreira Zener ............................................................................................................ 98 23.2.2 Operao de uma barreira Zener ............................................................................... 100 23.3 Categorias de IS ................................................................................................................ 101 23.4 Curvas de mnima corrente de ignio ............................................................................. 102 23.5 Circuitos resistivos ............................................................................................................ 102 23.6 Equipamentos simples ...................................................................................................... 104 23.7 Invlucros .......................................................................................................................... 105 23.8 Armazenamento de energia .............................................................................................. 105 23.9 Avaliao dos parmetros dos cabos ............................................................................... 106 23.9.1 Indutncia ................................................................................................................... 106 23.9.2 Capacitncia ............................................................................................................... 109 23.10 Aterramento ntegro ........................................................................................................ 109 23.11 Isolamento galvnico....................................................................................................... 111 23.12 Isolamento de rels/transformadores .............................................................................. 112 23.13 Isolamento de acoplador ptico/transformador ............................................................... 112 23.14 Instalao e inspeo do equipamento IS ...................................................................... 113 23.14.1 Requisitos de instalao para cabos ........................................................................ 113 23.14.2 Tamanho de condutores ........................................................................................... 114 23.14.3 Proteo mecnica ................................................................................................... 114 23.14.4 Segregao de circuitos IS e NIS ............................................................................. 114 23.14.4.1 Caneletas Separadas ............................................................................................ 115 5

23.14.4.2 Canaletas Metlicas .............................................................................................. 115 23.14.4.3 Cabos Blindados .................................................................................................... 116 23.14.4.4 Amarrao dos Cabos ........................................................................................... 116 23.14.4.5 Separao Mecnica ............................................................................................. 117 23.14.4.6 Multicabos .............................................................................................................. 117 23.14.4.7 MONTAGEM DE PAINIS .................................................................................... 118 24.14.4.8 Cuidados na montagem ........................................................................................ 119 23.14.5 Condutores no utilizados ............................................................................................ 119 23.14.6 Blindagem dos cabos (fio dreno) .............................................................................. 120 23.14.7 Tenso induzida ....................................................................................................... 120 23.14.8 Identificao dos cabos ............................................................................................ 120 23.14.8.1 Cabos de mltiplos condutores .......................................................................... 121 23.14.8.2 Requisitos de ensaio .......................................................................................... 121 23.14.8.3 Condio de falta (cabos multicondutores) ....................................................... 121 23.14.8.4 Distncias de isolao ....................................................................................... 122 23.15 Instrumentos de testes (medio) ................................................................................... 123 24 Outros tipos de proteo ...................................................................................................... 129 24.1 Conceito e aplicao de tipos de proteo ....................................................................... 129 24.2 Imerso em leo Ex o ..................................................................................................... 129 24.2.1 Definio ..................................................................................................................... 129 24.2.2 Princpio de operao ................................................................................................. 130 24.2.3 Construo ................................................................................................................. 130 24.3 Imerso em areia Exq ..................................................................................................... 132 24.3.1 Definio ..................................................................................................................... 132 24.3.2 Princpio de operao ................................................................................................. 132 24.3.3 Construo ................................................................................................................. 133 24.4 Encapsulamento Ex m .................................................................................................... 135 24.4.1 Definio ..................................................................................................................... 135 24.4.2 Princpio de operao ................................................................................................. 136 24.4.3 Construo ................................................................................................................. 136 24.5 Proteo especial Ex s ................................................................................................... 137

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24.5.1 Princpio de operao ................................................................................................. 137 25 Mtodos combinados (hbridos) de proteo ....................................................................... 138 25.1 Vantagens da combinao de tipos de proteo .............................................................. 138 25.2 Requisitos de instalao e inspeo ................................................................................. 139 25.2.1 Normas ....................................................................................................................... 140 25.3 Motores Ex de .............................................................................................................. 140 25.3.1 Caixa de terminais de motor Ex de .......................................................................... 141 25.4 Luminrias Ex edq ....................................................................................................... 142 25.5 Ex emib ........................................................................................................................... 143 25.6 Ex pde ............................................................................................................................. 143 25.7 Ex pi" ................................................................................................................................ 144 26 Sistema de fiao ................................................................................................................. 145 26.1 Tipos de cabo .................................................................................................................... 145 26.2 Equipamentos fixos ........................................................................................................... 146 26.3 Equipamentos portteis e transportveis .......................................................................... 146 26.4 Cabos elastomricos ......................................................................................................... 147 26.5 Deformao a frio .............................................................................................................. 148 26.6 Emendas de cabos ............................................................................................................ 149 26.7 Procedimentos para seleo e manuteno de prensa-cabos ......................................... 149 26.7.1 Requisitos para prensa-cabos .................................................................................... 149 26.7.2 Prensa-cabos para cabos com isolamento mineral ................................................... 149 26.7.3 Seleo de prensa-cabos ........................................................................................... 151 26.7.4 Manuteno do grau de proteo nas entradas de prensa-cabos ............................. 152 26.7.5 Seleo de prensa-cabos para equipamentos prova de exploso ......................... 153 26.7.6 Prensa-cabos Tipo 501/453 Universal: Ex d IIC / Ex e II ...................................... 154 26.7.7 Instrues para montagem de prensa-cabo tipo 501/453/UNIV Ex d IIC/Ex e II IP66 ............................................................................................................................................... 155 26.7.7.1 Notas: ................................................................................................................... 157 26.7.7.2 Listas de limitaes .............................................................................................. 158 27.7.7.3 Acessrios ............................................................................................................ 158 26.7.8 Instrues de montagem de prensa-cabo tipo ICC 653/UNIV Exd IIC/Exe II IP66.... 159 26.7.8.1 Preparao do composto selante ........................................................................ 161 7

26.7.8.2 Preparao dos fios dreno de cabos intrinsecamente seguros e de cabos de instrumentao. .................................................................................................................. 164 26.7.9 Consideraes finais .................................................................................................. 166 26.7.9.1 Lista de limitaes:............................................................................................... 166 26.7.9.2 Acessrios: ........................................................................................................... 167 27 Eletrodutos ........................................................................................................................... 167 27.1 Seleo de eletroduto ....................................................................................................... 167 27.2 Vedao do eletroduto unidades seladoras ................................................................... 168 28 Requisitos de aterramento, instalao e inspeo .............................................................. 168 28.1 Requisitos para cabo IS .................................................................................................... 168 28.2 Aterramento equipotencial ................................................................................................ 170 28.2.1 Explicao de termos ................................................................................................. 171 28.2.1.1 Condutores de aterramento eltrico ou de proteo dos circuitos ...................... 171 28.2.1.2 Equalizao de potencial eltrico ........................................................................ 171 28.2.1.3 Partes condutoras expostas ................................................................................ 171 28.2.1.4 Partes condutoras estranhas ............................................................................... 171 28.3 Tipos de sistemas ............................................................................................................. 171 28.3.1 Sistema TN-S: ............................................................................................................ 171 28.3.2 Sistema TT: ................................................................................................................ 171 28.3.3 Sistema TN-C: ............................................................................................................ 172 28.3.4 Sistema TN-C-S:......................................................................................................... 172 28.3.5 Sistema IT: .................................................................................................................. 172 28. 4 Classificao dos sistemas: ............................................................................................. 172 28.4.1 Primeira Letra T: ......................................................................................................... 172 28.4.2 Primeira Letra I: .......................................................................................................... 172 28.4.3 Segunda Letra T: ........................................................................................................ 172 28.4.4 Segunda Letra N: ........................................................................................................ 172 28.4.5 Terceira Letra S: ......................................................................................................... 173 28.4.6 Terceira Letra C: ......................................................................................................... 173 28.5 Configurao de aterramento do sistema TN-S................................................................ 173 28.6 Configurao de aterramento do sistema TT.................................................................... 174 28.7 Configurao de aterramento do sistema TN-C ............................................................... 174 8

28.8 Configurao de aterramento do sistema TN-C-S ............................................................ 175 28.9 Configurao de aterramento do sistema IT ..................................................................... 176 28.10 Regulamentos e normas ................................................................................................. 177 29 Sistema de aterramento em reas classificadas ................................................................. 177 29.1 Sistema do tipo TN ............................................................................................................ 177 29.2 Sistema tipo TT ................................................................................................................. 178 29.3 Sistema tipo IT .................................................................................................................. 178 28.10 Equalizao de potencial ................................................................................................ 178 28.11 rea de seo transversal (seo) de condutor de aterramento .................................... 178 28.11.1 Clculo ...................................................................................................................... 178 28.12 rea da seo do condutor de proteo do circuito (CPC) em relao ao condutor de fase. ........................................................................................................................................... 179 28.13 Principais condutores de ligao equipotencial .............................................................. 180 29 Eletricidade esttica ............................................................................................................. 182 30 Inspeo e manuteno em conformidade com a ABNT NBR IEC 60079-17 .................... 184 30.1 Importncia da inspeo e manuteno. .......................................................................... 184 30.2 Qualificao do pessoal .................................................................................................... 184 30.3 Principais causas de deteriorao de equipamentos ....................................................... 185 30.4 Equipamentos retirados de servio ................................................................................... 186 30.5 Normas IEC ....................................................................................................................... 186 30.5.1 Inspeo Visual: ......................................................................................................... 187 30.5.2 Inspeo Apurada ....................................................................................................... 187 30.5.3 Inspeo Detalhada .................................................................................................... 187 30.6 Documentao .................................................................................................................. 187 30.7 Tipos de inspees ........................................................................................................... 188 30.8 Cronogramas de inspees .............................................................................................. 189 31 Fontes de ignio ................................................................................................................. 195 31.1 Tipos de fontes de ignio ................................................................................................ 195 31.1.1 Centelha Eltrica ........................................................................................................ 195 31.1.2 Superfcies quentes .................................................................................................... 196 31.1.3 Baterias ....................................................................................................................... 196 31.1.4 Atrito............................................................................................................................ 196 9

31.1.5 Eletricidade esttica.................................................................................................... 197 31.1.6 Raios ........................................................................................................................... 197 31.1.7 Impacto ....................................................................................................................... 197 31.1.8 Reao pirofrica ........................................................................................................ 198 31.1.9 Radiofrequncia .......................................................................................................... 198 31.1.10 Vibrao .................................................................................................................... 198 32 Glossrio .............................................................................................................................. 199 Referncias ............................................................................................................................... 200 ANEXOS .................................................................................................................................... 202

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1. Natureza dos Materiais Inflamveis1.1 Tringulo do Fogo. No tringulo do fogo esto representados os trs elementos essenciais para que ocorra a combusto. Cada ponta do tringulo representa um desses elementos, que so: Combustvel: este pode estar em forma de gs, vapor, nvoa ou poeira; Oxignio: suprimento abundante, j que existe aproximadamente 21% por volume no ar; Fonte de ignio: esta pode ser uma centelha, fasca, chama ou superfcie quente etc.

Figura 1 - Tringulo de Fogo. A combusto ocorrer se todos os trs elementos estiverem presentes, de uma ou outra forma; se a mistura gs/ar estiver dentro de certos limites; e a fonte de ignio tiver energia suficiente. A retirada de um elemento suficiente para impedir a combusto, da mesma forma que o isolamento ou a separao da fonte de ignio da mistura gs/ar. Essas so duas tcnicas empregadas em equipamentos para atmosferas explosivas. Outras tcnicas de proteo permite que os trs elementos coexistam e assegura que a energia da fonte de ignio seja mantida abaixo de valores especficos, ou permitem a ocorrncia de uma exploso e a restringem dentro de um invlucro. Essas tcnicas sero abordadas nas vrias sees deste material.

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2. Limites de InflamabilidadeA combusto s ocorrer se a mistura inflamvel compreendendo combustvel, na forma de gs ou vapor, e o ar estiverem dentro de determinado limites. Esses limites so: 2.1 Limite Inferior de Inflamabilidade (LII). Quando o percentual de gs, por volume, est abaixo deste limite, a mistura muito pobre para explodir, isto , o combustvel insuficiente e/ou o ar e demasiado. 2.2 Limite Superior de Inflamabilidade (LSI). Quando o percentual de gs, por volume est acima deste limite, a mistura muito rica para queimar, isto , h ar insuficiente e/ou combustvel demasiado. A faixa entre o LII e o LSI conhecida como faixa de inflamvel ou faixa de inflamabilidade. 2.3 MIE Menor Energia de Ignio o ponto que requer menor energia para provocar a detonao MIE (Minimum Ignition Energie), sendo tambm o ponto onde a exploso desenvolve maior presso, ou seja, a exploso maior. 2.4 MIC Menor Corrente de Ignio Menor valor de corrente eltrica que flui em uma chave no instante imediatamente anterior ao instante em que tal chave se abre e que pode produzir fagulha capaz de iniciar a combusto da atmosfera explosiva. 2.5 MSEG Mximo Gap, ou interstcio, experimental seguro. Fator determinante do grau de periculosidade de uma mistura explosiva, o MESG a distncia mxima indicada na figura 2 seguinte, na qual a combusto da mistura contida na parte interior da cmara de exploso no propagada para a cmara exterior, sendo que a ignio causada por um eletrodo, estando a mistura na proporo ideal de exploso. Figura 2 - Cmara de Exploso .cx

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Para Gaps maiores que o MESG a detonao se propaga da cmara interior para a cmara exterior.

Limite Superior de Inflamabilidade (LSI)

Limite Inferior de Inflamabilidade (LII)

Limite Inferior de Inflamabilidade (LII)

Muito Fraca (combustvel insuficiente)

Os limites de alguns materiais encontram-se na tabela 1 Substncia Limite inferior LII (vol %) 2,3 4,0 4,0 4,4 1,7 2,3 Melhor concentrao MIE (vol %) 8,5 27 8,2 4,2 6,5 Tabela - 01. Gases ou vapores diferentes possuem limites diferentes, e que quanto maior for a diferena entre o LII e o LSI, conhecido como faixa de inflamabilidade, mais perigoso o material. Uma atmosfera explosiva (inflamvel), portanto, s existe entre esses limites. Obs.: A segurana operacional com misturas inflamveis acima do LSI possvel mas no uma proposta prtica. mais prtico operar abaixo do LII. Limite superior LSI (vol %) 78 77 13,0 16,5 10,9 32,4

ACETILENO HIDROGNIO GAS NATURAL METANO PROPANO ETILENO

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2.6 Fontes de Ignio: As fontes de ignio so muitas e variadas e incluem: Arcos/centelhas eltricas Fasca mecnicas Superfcies quentes Atividade de soldagem Cigarros Descargas estticas Baterias Descargas de motores de combusto Reao pirofrica Reao qumicas Descargas atmosfricas Impacto entre metais

3 Ponto de FulgorPonto de fulgor a temperatura mais baixa, na qual um lquido libera vapor suficiente para formar uma mistura inflamvel com o ar, que pode sofrer ignio ou ser incendiada por um arco, fasca ou chama aberta. O ponto de fulgor de um material d uma indicao da rapidez com que o material vai incendiar em temperaturas ambientes normais. A referncia s tabelas de materiais inflamveis na Norma IEC 60079-20 (Anexo) revela que a materiais diferentes possuem diferentes pontos de fulgor, que variam de muito abaixo de 0 C. Material Propano Etileno Hidrognio Acetileno Tabela - 02. Ponto de fulgor 0 C -104 -120 -256 -820 0

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Obs.: Materiais com elevados pontos de fulgor no devem ser ignorados como um perigo potencial, j que a exploso a superfcies quentes pode permitir que uma mistura inflamvel formasse no local. Alm disso, se um material inflamvel for descarregado na forma de jato de presso, seu ponto de fulgor pode ser reduzido. O ponto de fulgor do querosene de 36 C. Observe na figura abaixo a seqncia de imagens0

Figura 3 - Quantidade de Vapor liberado dependendo da temperatura.

4. Temperatura de IgnioTemperatura de ignio a temperatura mnima na qual um material inflamvel vai queimar espontaneamente. Antes conhecida como temperatura de auto-ignio, um importante parmetro, j que muitos processos industriais geram calor. Uma seleo cuidadosa de equipamentos eltricos ir assegurar que a temperatura de superfcie produzida pelo equipamento, indicada pela classe de temperatura, no exceda a temperatura de ignio da atmosfera inflamvel, que pode estar presente em torno do equipamento. Temperatura de ignio C 455 425 560 3050

Material

Propano Etileno Hidrognio Acetileno Tabela - 03.

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5. Enriquecimento de Oxignio5.1 O que ? O teor d oxignio normal na atmosfera cerca de 20,95%. Se um determinado local um valor acima desde considerado sendo enriquecido de oxignio. Exemplo de onde o enriquecimento de oxignio pode ocorrer, as plantas de fabricao de gs; hospitais; e locais onde so utilizados equipamentos de oxiacetileno. 5.2 Riscos O enriquecimento de oxignio apresenta trs riscos distintos: Ele pode baixar a temperatura de ignio de materiais inflamveis: Ar Material Temperatura de ignio C Sulfeto de hidrognio Acetileno Etano 260 305 5120

Oxignio aumentado Temperatura de ignio C 220 296 5060

O enriquecimento de oxignio aumenta, de modo significativo, o Limite Superior de Inflamabilidade (LSI) da maioria dos gases e vapores, desse modo amplificando a faixa de inflamabilidade. Ar Material LII% Metano Propano Hidrognio 4,4 1,7 4,0 LSI% 17,0 10,9 77,0 LII% 5,2 2,3 4,7 LSI% 79,0 55,0 94,0 Oxignio aumentado

O enriquecimento de oxignio de uma atmosfera inflamvel permite que ela seja incendiada com valores muitos baixos de energia.

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Equipamentos adequados ao uso em atmosferas explosivas so ensaiados em condies atmosfricas normais. Portanto, a segurana desses equipamentos em uma atmosfera enriquecida de oxignio no pode ser garantida devido natureza modificada da mistura inflamvel.

6 Densidade RelativaSe um material for liberado, importante saber se ele subir ou descer na atmosfera, em funo de sua densidade. Os diferentes materiais inflamveis so comparados ao ar e recebem um nmero para indicar sua densidade relativa com o ar. Como o ar a referncia, sua densidade relativa ser 1, de modo que um material duas vezes mais pesado do que o ar, sua densidade relativa ser 2. Deste modo, materiais com densidade relativa menor do que a unidades subiro na atmosfera, ao passo que os materiais com densidade maior do que a unidade descero. Os materiais que sobem na atmosfera podem se acumular em espaos de teto, e os que descem, como butano ou propano, podem se mover ao nvel do solo sem dispensar. Esses locais devem ser bem ventilados para evitar ignio devido a uma fasca ou um cigarro ao cho. Densidade relativa do vapor 0,07 0,55 0,90 0,97 1,00 1,56 2,05

Material

Hidrognio Metano GN Acetileno Etileno Ar Propano Butano GLP

importante saber o local onde o material inflamvel ficar acumulado, visto que, de posse desse conhecimento, possvel assegurar a localizao correta dos detectores de gs (quando existir) e que a ventilao ser direcionada adequadamente.

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7 Classificao de reasUma rea pode ser nomeada como classificada ou no classificada. rea classificada: nesta rea est presente, ou pode-se esperar que esteja presente, uma atmosfera de gs, vapor ou nvoa em quantidades que exigiro precaues especiais para a construo, instalao e uso de equipamentos. rea no classificada: onde no se espera que uma atmosfera de gs explosivo esteja presente em quantidades que exijam precaues especiais para a construo, instalao e uso de equipamentos. 7.1 Zonas Zoneamento um meio de representar a frequncia da ocorrncia e da durao de uma atmosfera de gs explosivo, com base na identificao e considerao de cada uma e de todas as fontes de liberao nas determinadas reas de uma instalao. Ele ter relevncia e simplificar a seleo do tipo de equipamentos para atmosferas explosivas que pode ser usado. Portanto, as reas classificadas so divididas em trs zonas, que representam o risco em termos de probabilidade, freqncia e durao de uma liberao. As trs zonas, como definido na ABNT NBR IEC 60079-10 Equipamentos Eltricos para Atmosferas Explosivas Parte 10: Classificao de reas so as seguintes:CLASSIFICAO EM ZONAS

DESCRIO

ZONA 0

rea onde a atmosfera explosiva, formada por gases combustveis, ocorre permanentemente ou por longos perodos. rea onde a atmosfera explosiva, formada por gases combustveis, provavelmente ocorra em operao normal dos equipamentos. rea onde no provvel o aparecimento da atmosfera explosiva, formada por gases combustveis, em condies normais de operao, e se ocorrer so por curto perodo de tempo. rea onde a atmosfera explosiva, formada por poeiras combustveis, ocorre permanentemente ou por longos perodos. rea onde no provvel o aparecimento da atmosfera explosiva, formada por poeiras combustveis, em condies normais de operao, e se ocorrer so por curto perodo de tempo. rea onde a atmosfera explosiva, formada por substncias analgsicas ou anticpticas m centros cirrgicos, ocorre permanentemente ou por longos perodos. rea onde no provvel o aparecimento da atmosfera explosiva, formada por substncias

ZONA 1

ZONA 2

ZONA 10

ZONA 11

ZONA G

ZONA M

analgsicas ou anticpticas e centros cirrgicos, em condies normais de operao, e se ocorre por curto perodo de tempo.

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Embora no classificada nas normas, geralmente aceito na industria que a durao de uma liberao de gs, vapor ou nvoa, em base anual (um ano compreende cerca de 8.760 horas), para as diferentes zonas, e a seguinte: Zona 2: Zona 1: Zona 0: 0 10 horas 10 1.000 horas Acima de 1.000 horas.

DE ACORDO COM AS BOAS PRTICAS DA INDSTRIA.

Representao grfico-visual das zonas

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20

21

22

23

Exemplos retirados da norma ABNT NBR IEC 60079-10 Classificao de reas.

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8 Agrupamento dos gasesNo sistema IE, as classificaes de grupo para indstrias de superfcie e subterrnea (minerao) so separadas. O grupo I reservado para a industria de minerao e o Grupo II, que subdividido em IIA, IIB e IIC, para o uso das indstrias de superfcie. Os gases representativos para os subgrupos so mostrados a seguir. Grupo de gs I IIA IIB IIC Gs representativo Metano (carburado) Propano Etileno Hidrognio e Acetileno IMES (mm) 1,17 0,97 0,71 0,5 Tabela - 07. Dois mtodos tm sido usado para agrupar esses materiais inflamveis de acordo com o grupo de risco que eles representam quando sofrem ignio. Um mtodo envolve a determinao da mnima energia que capaz de causar a ignio dos gases representativos. Os valores obtidos so relevantes para equipamentos intrinsecamente seguros. Na tabela 7 pode ser visto ainda que, no Grupo II, o hidrognio e o acetileno so os que sofrem ignio mais facilmente e o propano o de ignio mais difcil. O outro mtodo envolve testes utilizando, por exemplo, um invlucro prova de exploso especial, em forma de uma esfera de 8 litros, que est situado no interior de um invlucro estanque ao gs. As duas metades da esfera tm flanges de 25mm de largura e um mecanismo que permite ajustar a distncia entre os flanges. Durante os testes, a rea dentro e fora da esfera ocupada com um gs na sua concentrao mais explosiva e, por meio de uma vela de ignio, o gs no interior da esfera incendiado. A distncia mxima entre os flanges, que impedia a ignio da mistura de gs/ar chamada como Intertcio Mximo Experimental Seguro (IMES). Os valores para os gases representativos tambm so mostrados, na tabela 7. MESG Abertura que ocorre quando o equipamento sofre exploso interna ao invlucro. Distncia mxima operacional (mm) 0,5 0,4 0,2 0,1 Mnima energia de ignio ( J) 280 260 95 20

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Quanto mais explosivo um gs, menor o interstcio entre os flanges; Equipamentos que no so prova de exploso ou de segurana intrnseca, que no tm uma letra de subdiviso (A, B ou C) depois da marca do grupo II, podem ser usados em qualquer das trs subdivises; Equipamentos marcados por exemplo BR Ex d II (C2H2 ) representam a frmula qumica ou nome de um material inflamvel, e o equipamento marcado dessa forma somente pode ser usado nesta rea. A marca de subdiviso de grupo uma das condies importantes durante o processo de seleo de equipamentos adequados ao uso em atmosferas explosivas. Por exemplo, equipamentos marcados com IIA s poder ser usados em reas IIA (como o propano), isto , no podem ser utilizados em reas IIB ou IIC. Equipamentos marcados com IIC podem ser utilizados em todas as reas.

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9 Classe de temperaturaEquipamentos eltricos aprovados devem ser selecionados com a devida considerao quanto a temperatura de ignio do gs ou vapor inflamvel que possa estar presente na rea classificada. Normalmente, os equipamentos sero marcados com uma das classes de temperatura, Conforme NRB IEC 60079-14. TEMPERATURA DE SUPERFCIE 85C 100C 120C 135C 160C 165C 180C 200C 215C 230C 260C 280C 300C 450C T2 T1 Tabela - 08. T3 T4

Categoria IEC / Europa

Categoria NEC / Americana

T6 T5

T6 T5 T4A T4 T3C T3B T3A T3 T2D T2C T2B T2A T2 T1

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Na tabela 9, observa-se que a classe de temperatura est abaixo da temperatura de ignio do material inflamvel. Alm disso, aas classes de temperatura so referenciadas em uma classificao ambiente mxima de 40 C. Por exemplo, um equipamento classificado T5, tendo como referncia uma temperatura ambiente de 40 C, ter uma elevao mxima permitida de 60 C. Para evitar violao da certificao do equipamento, a temperatura de referncia deve ser compatvel com as temperaturas ambientes, e a elevao de temperaturas no deve ser ultrapassada. Uma outra considerao que os equipamentos para uso em climas mais quentes, tipicamente encontrados em pases do Oriente Mdio e Extremo Oriente, normalmente requerem temperaturas de referncia mais altas que 40 C. Temperatura de ignio C 595 560 425 259 170 102 95 Tabela - 09.0 0 0 0 0

Material

Classe de temperatura TI (450 C) T1 (450 C) T2 (300 C) T3 (200 C) T4 (135 C) T5 (100 C) T6 (85 C)0 0 0 0 0 0 0

Metano Hidrognio Etileno Cicloexano ter Dietila Bissulfeto de Carbono Nitrito de Etila

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10 Grau de proteoInvlucros de equipamentos eltricos so classificados de acordo com a Norma ANBT NBR IEC 60529 por sua capacidade de resistir entrada de objetos slidos e de gua, por meio de um sistema de nmeros conhecido como o International Protection (IP) Code Cdigo de Proteo Internacional (IP). Este Cdigo que nem sempre est marcado no equipamento, consiste das letras IP seguidas por dois nmeros. Exemplo IP56. O primeiro nmero, na faixa de 0 6, indica o grau de proteo contra corpos slidos, e quanto mais alto o nmero, menor o objeto slido que impedido de entrar no invlucro. O zero (0) indica sem proteo e o seis (6), que o equipamento estanque a poeira. O segundo nmero, variando de 0 8, identifica o nvel de proteo contra gua entrando no invlucro, isto , zero (0) indica no existe proteo e oito (8), que o equipamento pode resistir imerso em gua a uma presso especificada.

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Objetos slidos 1 Numeral 0 Nvel de proteo Nenhuma proteo Proteo contra objetos maiores do que 50mm Proteo contra objetos maiores do que 12mm Proteo contra objetos maiores do que 2,5mm Proteo contra objetos maiores do que 1,0mm Protegido contra poeira 2 Numeral 0

gua Nvel de proteo Nenhuma proteo Proteo contra gotas de gua caindo verticalmente Proteo contra gotas de gua quando inclinado a 15 Proteo contra gua respingando at 600 0

1

1

2

2

3

3

4

4

Proteo contra gua borrifada de qualquer direo Proteo contra jato de gua de qualquer direo Proteo contra mares agitados convs estanque Proteo contra imerso em

5

5

6

Estanque poeira

6

7

gua profundidade de 1m e por um tempo especificado. Proteo contra imerso

8

indefinida em gua a uma profundidade especificada.

Tabela - 10.

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11 Normas, Certificao e Marcao11.1 Introduo: Existem muitas industrias envolvidas no processo de materiais perigosos, e essas incluem usinas qumicas, refinarias de petrleo, terminais de gs, e instalaes offshore. Essas indstrias dependem grandemente da energia eltrica para alimentar, por exemplo, a iluminao, o aquecimento e as mquinas eltricas rotativas. O uso seguro de energia eltrica em reas classificadas dessas indstrias somente pode ser atingidos se forem implantados mtodos testados e comprovados de proteo, contra exploso, e, nesse sentido, as autoridades envolvidas na elaborao de normas, ensaios e certificao de equipamentos desempenham um papel muito importante. Desde o comeo da dcada de 1920, muitas normas tm evoludo como resultado de pesquisa meticulosa, frequentemente gerada por incidentes como o desastre da mina de carvo de Senghennydd em 1913, no qual 439 mineiros morreram. Na ocasio, a causa do acidente no foi totalmente compreendida, mas, depois da investigao, descobriu-se que foi uma centelha eltrica incendiando o metano presente na atmosfera. Outros desastres incluram a Estao Elevatria de gua de Abbeystead, na qual 14 pessoas perderam a vida, mais uma vez por ignio eltrica de gs metano, Flexborough e mais recente Piper Alpha no Mar do Norte, com 167 vtimas. A construo de equipamentos de acordo com as normas relevantes, em combinao com ensaio por um organismo acreditado de terceira parte, ir garantir que o equipamento seja adequado sua finalidade especfica. Equipamentos para atmosferas explosivas podem ser construdos em conformidade com as normas relevantes, mas a integridade do equipamento somente ser preservado se o mesmo for selecionado instalado e mantido de acordo com as recomendaes do fabricante.

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A orientao nesse sentido formada por uma srie de cinco normas separadas, harmonizadas, com base na srie IEC 60079 de Normas Internacionais. Esses cinco documentos se aplicam para equipamentos e sistemas instalados em reas com presena de atmosferas e cobrem: ( 1 ) Instalao do equipamento (ABNT IEC 60079-14); ( 2 ) Classificao de reas perigosas (ABNT IEC 60079-10); ( 3 ) Inspeo e manuteno (ABNT IEC 60079-17); ( 4 ) Reparo de equipamento para atmosfera explosivas (ABNT IEC 60079-19); ( 5 ) Dados para gases inflamveis (ABNT IEC 60079-20). Essas novas normas constituem em estgio avanado no processo de harmonizar globalmente as normas e padres. No Brasil, as normas de fabricao e ensaio so publicadas pela organizao denominada ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas). Cabe ao COBEI (Comit Brasileiro de Eletricidade), a discusso, elaborao e divulgao destas normas. Visando harmonizao global, este trabalho conduzido tendo como referncia a International Electrotechnical Commission (IEC) Coimisso Internacional Eletrotcnica, que publica normas com esta finalidade. Os projetos de equipamentos so avaliados e os prottipos ensaiados por organismos de terceira parte acreditados pelo INMETRO (Instituto de Metrologia e Qualidade Industrial), entre eles o Centro de Pesquisas de Energia Eltrica (CEPEL), a Unio Certificadora (UC), o Instituto de Eletrotcnica da Universidade de So Paulo (CERTUSP), o Underwriters Laboratories do Brasil (UL-Br). Desde 1992, portarias do Ministrio do Desenvolvimento, Industriais e Comrcio Exterior vm estabelecendo a obrigatoriedade da certificao dos equipamentos para atmosfera explosivas no Brasil, sendo a mais recente a Portaria 083/2006, publicada pelo MDIC (Ministrio do Desenvolvimento Industrial e Comercial) em 04 de abril de 2006, quando foi publicada em conjunto o RAC (Regulamento de Avaliao da Conformidade) de equipamentos e acessrios para uso em atmosferas explosivas, para aplicao pelas autoridades denominadas OCA (Organismo de Certificao Acreditados).

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AS RAZES PARA CERTIFICAO DE PRODUTOS SO: Demonstrar a qualidade do produto com relao capacidade do equipamento de funcionar, de modo seguro, em rea classificada; Otimizar a aceitabilidade do mercado, inspirando confiana nos setores envolvidos na seleo, compra, instalao, operao e manuteno de produtos

aprovados/certificados; Melhorar os procedimentos de controle de qualidade e segurana na fabricao e construo.

12 Processo de CertificaoA Portaria do MDIC 083/2006 estabelece, em linhas gerais, que todo equipamento, acessrio ou sistema para uso em reas com presena de atmosferas explosivas tem que possuir certificao de conformidade vlido no SBAC (Sistema Brasileiro de Avaliao da Conformidade). Afim de atender a esta portaria, os produtos devem satisfazer aos requisitos essenciais especificados no respectivo RAC e seus anexos. O processo de certificao em geral envolve a submisso de desenho do projeto do equipamento proposto autoridade de certificao. Se os desenhos estiverem em conformidade com as normas relevantes, a autoridade ir solicitar um prottipo do equipamento para que os ensaios, que normalmente so detalhados nas normas, possam ser conduzidos. Um relatrio de certificao detalhado detalhado elaborado contendo resultados das anlises realizadas pelo OCA e pelos resultados dos ensaios realizados por um laboratrio de ensaio acreditado. Se todos os requisitos forem atendidos, o equipamento ser considerado na avaliao Tipo. Complementarmente avaliao Tipo, as instalaes do fabricante a conformidade do produto final com a avaliao de Tipo, e se satisfatrias, o fabricante receber um Certificado com validade de um a dois anos para fabricar o produto. Ao final deste prazo de validade, as instalaes do fabricante sero inspecionadas e as amostras do produto ensaiadas, para assegurar que a produo do equipamento seja consistente com o projeto original certificado e para garantir que a qualidade do produto seja mantida de acordo com padres aceitveis.

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13 As Diretivas ATEXAs diretivas ATEX so um conjunto de regras que definem o processo de certificao. Na Comunidade Europeia (CE), engloba a diretiva ATEX 95 (anteriormente chamada ATEX 100a) e a ATEX 137, que se tornaram mandatrias a partir de 30 de junho de 2003. Semelhante ao processo no Brasil, a ATEX 95 trata do produto e a ATEX 137 trata de requisitos ao usurio. A ATEX 95 estabelece que todo equipamento novo (equipamento ou sistema de proteo) para uso em atmosferas explosivas, para ser colocado no mercado da CE, tem que estar em conformidade com a diretiva. A mesma regra se estende a todo equipamento importado da comunidade, seja novo ou usado. A fim de atender diretiva ATEX, os produtos devem satisfazer aos requisitos essenciais especificados nos anexos das diretivas, com relao ao risco inerente associado ao produto para proteo das pessoas. Isto se aplica aos equipamentos eltricos e aos no eltricos (mecnicos). definido como equipamento qualquer item que tenha uma inerente capacidade de ignio ou, ainda que tenha uma potencial capacidade de ignio e desta forma requer a incluso de tcnicas especiais de projeto e instalao, para impedir a ignio de uma atmosfera que pode estar presente. O equipamento pode tambm ter interfaces que esto localizadas em reas classificadas, mas que fazem parte de um sistema contra exploso. Sistemas de proteo incluem extintores de chamas, vlvulas de desligamento rpido e painis de alvio de presso, instalados para limitar os danos ou impedir a difuso da explorao. No Brasil a NR-10 (Norma Regulamentadora) estabelece que os empregadores so obrigados minimamente a implementar os seguintes requisitos em locais de trabalho: Realizar uma avaliao de riscos onde substncias perigosas esto ou podem estar presente; Eliminar ou reduzir os riscos tanto quanto razoavelmente praticvel; Classificar os locais em uma rea de trabalho, quando atmosferas explosivas podem estar presentes, em reas classificadas e no classificadas; Ter estabelecido no local procedimentos/facilidades para lidar com acidentes, incidentes ou emergncias envolvendo substncias perigosas na rea de trabalho;

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Prover informao apropriada e treinamento dos empregados para sua segurana, relativamente a precaues que devem ser tomadas quando substncias perigosas esto presentes na rea de trabalho, escrever instrues para aes a serem tomadas pelos empregados e operaes para um sistema de permisso de trabalho; Identificar claramente os contedos de reservatrios e tubulaes; Coordenar operaes onde dois ou mais empregados dividem um local de trabalho em que uma substncia perigosa pode estar presente; Providenciar a colocao de sinais de advertncia em locais onde atmosferas explosivas podem ocorrer; Estabelecer um programa de manuteno.

14 Comparao de IEC, Normas Europeias (CENELEC) e Normas Brasileiras.

Antes das ligaes mais estreitas entre a ABNT e a IEC, os equipamentos eltricos, como prova de exploso ou de segurana aumentada, entre outros, eram fabricados em conformidade com a norma brasileira (NBR 9518, NBR 5363, NBR 9883, NBR 8447, NBR etc.). Equipamentos construdos e certificados de acordo com estas normas podiam exibir a marca BR-Ex na etiqueta, o que indicava que o equipamento era para atmosferas explosivas. Este termo no deve ser confundido com a prova de exploso, pois so totalmente diferentes. Devido s necessidades de mercado globalizado, a IEC tem buscado com seus pasesmembros uma convergncia para uso do texto IEC como referncia para elaborao de textos nacionais equivalentes. No Brasil, esta convergncia produz uma gerao de novas normas identificadas como ABNT NBR IEC 60079, em substituio s srie NBR, que, na sua maioria, se tornaram obsoletas em maio de 2004, conforme estabeleceu a norma do IMETRO NIEQUAL 096 em maio de 2002. Na tabela a seguir, so apresentadas as normas NBR utilizadas na Portaria 176/2000, as estabelecidas na Portaria em vigor 083/2006 e seus textos mais recentes da IEC.

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Norma INMETRO NIE-DINQP 096

Norma INMETRO NIE-DQUAL 096(a partir de maio 2004)

PORTARIA 083:2006 de abril de 2006

Normas IEC mais recentes

Tipo de Proteo

NBR 9518:97 NBR 8601:84 NBR 5420:90 IEC 79-5:97

IEC 60079-0:98 IEC 60079-6:95 IEC 60079-2:01 IEC 60079-5:97

IEC 60079-0:00 IEC 60079-6:95 IEC 60079-2:01 IEC 60079-5:97 IEC 60079-1: +

IEC 60079-0:08 IEC 60079-6:07 IEC 60079-2:07 IEC 60079-5:07

Requisitos gerais Imerso em leo o Equipamento pressurizado p Imerso em areia q

NBR 5363:98

NBR 5363:98

Anexos C, D e E da NBR 5363:98

IEC 60079-1:07

Invlucro prova de exploso d

NBR 9883:95 NBR 8447:89 IEC 79-18:92

NBR 9883:95 IEC 60079-11:99 IEC 60079-18:92

IEC 60079-7:01 IEC 60079-11:99 IEC 60079-18:92

IEC 60079-7:06 IEC 60079-11:09 IEC 60079-18:08

Segurana aumentada e Segurana intrnseca i Encapsulado m Sistema de segurana intrnseca i Tipo de proteo n

IEC 60079-25:03

IEC 60079-25:09

IEC 79-15:87

IEC 60079-15:01

IEC 60079-15:01 NBR NM IEC 60050-426:02 ABNT NBR IEC 60529:2005 IEC 60034-5:01 IEC 60079-0:00 IEC 60079-1:01

IEC 60079-15:07

NBR 8370:98

NBR 8370:98

IEC 60050-426:02

Terminologia

NBR 6146:80 NBR 9884:87

IEC 60529:01 IEC 60034-5:01

IEC 60529:05 IEC 60034-5:01

Grau de proteo

NBR 10861:89

NBR 10861:89

IEC 60079-0:08 IEC 60079-1:07

Prensa-cabos

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Normas referentes a reas classificadas publicadas pela ABNT no perodo de outubro de 2009 a dezembro de 2009: 11/11/2009: NBR IEC 61241-4 Equipamentos eltricos para utilizao em presena de poeira combustvel Parte 4: Tipo de proteo pD. Estas parte da srie ABNT NBR IEC 61241 fornece requisitos para projeto, construo, ensaio e marcao de equipamentos eltricos para utilizao em atmosferas de poeiras combustveis em que um gs de proteo (ar ou gs inerte) mantido a uma presso acima da atmosfera externa, para prevenir a entrada de poeira que podem levar formao de uma mistura combustvel, dentro de invlucros que no contem uma fonte de poeira combustvel. 12/11/2009: NBR IEC 60892-2 Unidades Martimas Fixas e Mveis Instalaes Eltricas : NBR IEC 61892 Parte 2: Projetos de Sistemas Eltricos. Esta parte da Srie ABN IEC 61892 prescreve condies para instalaes eltricas em unidades fixas e mveis utilizados na industria martima de petrleo, com a finalidade de perfurao, produo, processamento e armazenamento, incluindo oleodutos, estaes de bombeamento, estaes de lanamento e recebimento de pigs, estaes de compresso e monobias de ancoragem.

15 Normas para seleo, instalao e manutenoAlm das normas de especificao e ensaios mencionadas anteriormente, um conjunto de normas fornece recomendaes para a seleo, instalao e manuteno de equipamentos para uso em atmosferas explosivas (com exceo de aplicaes de minerao ou processamento e fabricao de explosivos). A tabela abaixo, ilustra este conjunto de normas. Em alguns casos, os textos para normas brasileiras ainda esto em discusso.

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ABNT Nos./IEC Nos

Equipamento eltrico para atmosferas explosivas Equipamentos eltricos para atmosferas explosivas Parte 10: Classificao de reas Equipamentos eltricos para atmosferas explosivas

ABNT NBR IEC 60079-10:06

ABNT NBR IEC 60079-14:09

Parte 14 : Instalaes eltricas em reas classificas (exceto minas) Equipamentos eltricos para atmosferas explosivas

ABNT NBR IEC 60079-17:2009

parte 17: Inspeo e manuteno eltricas em reas classificadas (exceto minas) Explosive atmospheres Part 19: Equipament repair, overhaul and reclamation. Eletrical apparatus for explosive atmospheres Part 20:

IEC 60079-19:06

IEC TR 79-20:96

Data for flammable gases and vapours relating to the use of eletrical apparatus.

16 Smbolos de certificao internacionaisOs smbolos apresentado abaixo so usados para identificar os equipamentos aprovados/certificados por autoridades europeias e americanas reconhecidas.

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17 Marcao de equipamentosEquipamentos certificados para determinado tipo de proteo e para uso em atmosferas explosivas so obrigados a exibir as seguintes marcaes: Os smbolos BR-Ex; O tipo de proteo usada, por exemplo: d, e, nA etc.; O grupo de gs, por exemplo: IIA, IIB ou IIC, quando aplicvel; A classe de temperatura, por exemplo: T1, T2, etc. Exemplos: BR-Ex d IIB T3 BR-Ex ia IICT5 BR-Ex e II T6

Nos equipamentos marcados com BR-Ex, como exemplos anteriores, pode-se dizer que a marcao indica que o equipamento foi construdo e aprovado de acordo com um regulamento de certificao vigente. Adicionalmente, este equipamento marcado com o smbolo da autoridade de certificao OCA e tambm e tambm com a marca do organismo acreditador do SBAC (Sistema Brasileiro de Avaliao da Conformidade), o INMETRO. No havendo especificao da temperatura ambiente o equipamento pode ser instalado como especificado no Brasil -20 C + 40 C0 0

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Smbolos: BR-Ex, tipo de proteo, grupo do equipamento eltrico, classe de temperatura e/ou temperatura mxima de superfcie e marcao adicionais exigidas pela norma especifica para o respectivo tipo de proteo. Nmero do certificado, incluindo as letras X ou U, quando aplicvel. A letra X incida restrio especial informada no certificado; A letra U indica incompleta em relao a componentes que tero suas especificaes a partir do equipamento de uso.

18 Marcao ATEXA ATEX representa a Diretiva 94/9/EC da Unio Europeia que especifica os novos requisitos que os fabricantes de equipamentos para atmosfera explosivas devem cumprir. Esses requisitos so amplos e vo alm do escopo desta unidade, entretanto o que mais importante a influncia que a diretiva tem sobre a marcao de equipamentos certificados na Unio Europeia. A marcao exigida pela Diretriz EU 94/9/EC e apresentada na figura abaixo:

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Definies de categoria Nvel muito elevado de proteo Categoria Equipamentos com esta categoria de proteo podem ser usados 1 quando uma atmosfera explosiva estiver presente continuamente por longos perodos, isto , Zona 0 ou Zona 20 Nvel muito elevado de proteo Grupo II Categoria Equipamentos com esta categoria de proteo podem ser usados 2 quando uma atmosfera explosiva tiver probabilidade de ocorrer em operao normal, isto , Zona 1 ou Zona 21 Os equipamentos com esta categoria de proteo podem ser usados Categoria 3 quando uma atmosfera explosiva no tem probabilidade de ocorrer, ou, em ocorrendo, ser de curta durao, isto , Zona 2 ou Zona 22

Categoria M1 Grupo I Categoria M2

Nvel muito elevado de proteo Equipamento pode ser operado na presena de uma atmosfera explosiva Nvel muito elevado de proteo Equipamento deve ser desenergizado na presena de uma atmosfera explosiva.0

O presa cabo s pode ser usado at 80 C, se utilizar num local com temperatura acima, deve-se utilizar um prensa-cabos especial.

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19 Equipamentos prova de exploso Ex d19.1 Conceito: A prova de exploso um dos tipos originais de proteo contra exploso, desenvolvidos para uso na indstria de minerao. Possui uma ampla gama de aplicaes, tipicamente caixa de ligao, luminrias, motores eltricos etc. A letra d que simboliza este tipo de proteo, deriva da palavra alem druckfeste (kapselung), que se traduz aproximadamente por estanque presso (invlucro vedado). Equipamentos prova de exploso, quando instalados corretamente no local destinado, permitem que os componentes como, chaves, contatores, rels, etc., sejam utilizados com segurana em reas classificadas. O tipo de proteo prova de exploso o nico entre os Nov diferentes tipos de proteo contra exploso no qual uma exploso permitida. Esta exploso, deve ser contida pelo invlucro em funo da construo robusta.

A norma de construo IEC 60079-1 define prova de exploso como: Um tipo de proteo no qual as partes que podem causar a ignio em uma atmosfera explosiva so confinadas e podem suportar presso desenvolvida durante uma exploso interna de uma mistura explosiva e que impea a transmisso da exploso ao redor do invlucro. O Equipamento prova de exploso Ex d pode ser usado nas Zonas 1 e 2.

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19.2 Temperatura ambiente Invlucros prova de exploso normalmente so projetados para uso em temperaturas ambiente na faixa de -20 C a + 40 C, a menos que marcado de outra forma. 19.3 Princpio operacional Invlucros prova de exploso no so estanques a um gs ou vapor que entra no invlucro onde, por exemplo, existem juntas ou entradas de cabos. Como esses invlucros so projetados para conter componentes que constituem fontes de ignio, pode ocorrer a ignio do gs ou do vapor, a presso resultante da exploso pode atingir um valor por volta de 10.000 kPa (10 bar). Desse modo, o invlucro deve ser suficientemente resistente para conter esta presso de exploso, e os comprimentos de junta e o interstcio nas juntas e roscas de entradas de cabo devem ser longas e estritas para refrigerar os gases/chamas quentes antes que elas alcancem e causem a ignio de uma atmosfera que pode existir fora do invlucro. Materiais tpicos usados para construo de invlucros incluem ferro fundido e ligas de alumnio, e quando a resistncia corroso for necessria, bronze e ao inoxidvel podem ser usados. Materiais plsticos tambm so usados, mas requisitos especficos devem ser observados. As normas especificam que no deve haver interstcio intencional nas juntas de tampa e que a rugosidade mdia Ra da superfcie do caminho da chama no deve exceder 6,3 m.0 0

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19.4 Requisitos de construo geral Dimenso do interstcio Embora as normas especifique que no dever haver interstcio intencional nas juntas do invlucro prova de exploso, as folgas normalmente existem devido a mtodos de fabricao, tolerncias e economia, mas no devem ser em excesso das dimenses especificadas nas tabelas das respectivas normas para um determinado grupo. Os fatores que influenciam a dimenso do interstcio so: A largura da junta O grupo de gs Comprimento do interstcio O volume interno do invlucro O tipo de junta

19.5 Juntas prova de exploso Os diagramas a seguir mostram trs tipos de juntas especificadas na Norma IEC 60079-1, para uso em equipamentos prova de exploso. As juntas de encaixe sero usadas nas tampas da caixa de ligao e nas passagem de eixo de motores. J as juntas roscadas, so usadas para juntas de tampas, prensa-cabos e entradas de eletrodutos. Uma geometria adequada de caminho da chama normalmente obtida com um encaixe completo de cinco fios de roscas. Esta norma permite o uso de juntas flangeadas na construo de equipamentos para utilizao em reas sujeitas a atmosfera do grupo IIC que contenham acetileno, desde que o interstcio I seja = 0,04 mm e o comprimento de junta L seja = 9,5 mm, mas o volume do invlucro no exceda 500cm .3

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Junta de labirinto para eixos 19.6 Juntas prova de exploso (outros exemplos) Outras juntas, que no sejam aquelas das tampas, tambm so necessrias quando, por exemplo, em eixo atuador passa pela parede de um invlucro, ou quando um prensa-cabos ou eletroduto entra em um invlucro.

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Os requisitos de juntas para entradas de cabo e eletrodutos esto especificadas na IEC 60079-1 e se aplicam aos trs subgrupos IIA, IIB e IIC. Normalmente, entradas roscadas so utilizadas para prensa-cabos ou eletrodutos entrando nos invlucros prova de exploso.

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Volume 100 cm Encaixe de rosca 5 fios completos3

100 cm Encaixe de rosca 5 fios completos

3

Comprimento axial

Comprimento axial

5 mm

8 mm

19.7 Entradas de cabos ou eletrodutos no utilizadas importante que as entradas de cabos/eletrodutos no utilizadas em invlucros prova de exploso sejam fechadas com tampes apropriados, como especificado nas normas e fornecidos pelo fabricante. Estes devem ser tampes metlicos e geralmente certificados como acessrios tampes plsticos no so aceitos montados de forma que tenham encaixados cinco fios completos. A norma de construo especifica tipos adequados, cujo exemplo est na figura abaixo:

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Dimenses das juntas de expanso para Grupo I, IIA e IIB IEC 60079-1

Dimenses das juntas de exploso para Grupo IIC IEC 60079-1

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( 1 ) Juntas no so permitidas para misturas explosivas de acetileno e ar, exceto se o interstcio for = 0,04 mm para L = 9,5 mm at V = 500 cm ; ( 2 ) iT da parte cilndrica deve ser aumentada para 0,20 se f < 0,5; ( 3 ) iT da parte cilndrica deve ser aumentada para 0,25, se f < 0,5. Obs.: Os valores de mximo interstcio para fabricao foram arredondados de acordo com a ISO 31-0. 19.8 Pr-compresso Pr-compresso pode ocorrer como resultado da subdiviso do interior de um invlucro prova de exploso, o que impede o desenvolvimento natural de uma exploso. Se uma mistura inflamvel for comprimida antes da ignio, a exploso resultante ser consideravelmente maior do que se a mesma mistura fosse incendiada presso atmosfrica normal. Uma exploso em um lado de um obstculo pr-comprime a mistura inflamvel no outro lado, resultando em uma exploso secundria, que pode atingir uma presso de exploso cerca de trs vezes a presso da primeira exploso ou da exploso normal. Os fabricantes, orientados pelas relevantes normas de construo, devem garantir que, em qualquer seo transversal dentro de um invlucro, haja espao livre adequado (tipicamente 20 25% da seo transversal total) em torno de qualquer potencial obstruo, que pode ser um grande componente ou um nmero de componentes. Isto ir assegurar que a concentrao de presso seja mantida sob controle.3

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19.9 Pr-compresso em motores prova de exploso Em mquinas eltricas rotativas, as sees com considervel volume livre, normalmente, existem em cada extremidade dentro da carcaa principal da mquina. Essas sees so conectadas pelo entreferro o estator e os ncleos do rotor. Na ilustrao de uma mquina prova de exploso na figura abaixo, uma exploso na seo 1 deve ser impedida de migrar e causar ignio da mistura inflamvel na seo 2, que ter sido pressurizada pela exploso inicial. Desse modo, o entreferro atua como uma junta prova de exploso.

19.10 Entrada direta/indireta A seleo de prensa-cabos para equipamentos prova de exploso influenciada por vrios fatores, um deles sendo o mtodo de entrada no equipamento. Existem dois mtodos de entrada, a saber, direto e indireto, cujos exemplos so mostrados nas figuras abaixo. Entrada direta compreende uma cmara individual prova de exploso, em cujo interior os componentes como chaves, rels ou contatores podem ser instalados. O equipamento prova de exploso com entrada indireta possui duas cmaras separadas, uma contendo somente terminais para conexo dos condutores de cabos ou eletrodutos de entrada. A conexo aos componentes centelhantes no segundo compartimento feita por meio de buchas de passagem prova de exploso que, passam pela interface prova de exploso entre os dois compartimentos.

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19.11 Proteo eltrica Invlucros prova de exploso so testados somente para verificar sua capacidade de resistir s exploses de gs internas; eles no so capazes de resistir energia que pode ser liberada como resultado de um curto-circuito interno. Para evitar a invalidao da certificao, importante que seja utilizada uma proteo devidamente especificada/calibrada (por exemplo: fusveis e/ou disjuntores).

Dentro de condulete prova de exploso s pode ter conexo prprias por meio de bornes, no pode haver emendas protegidas por fitas isolantes. 19.12 Modificao de invlucro prova de exploso Invlucros prova de exploso so normalmente fornecidos completos, com todos os componentes internos montados e certificados como uma s unidade, por uma autoridade certificadora (OCP). O procedimento levar em considerao o volume livre aps todos os componentes terem sido encaixados, a elevao de temperatura (determinada pela mxima dissipao de potncia), distncias de escoamento e de isolao, e a mxima presso desenvolvida, como resultado de uma exploso interna utilizando uma mistura de gs/ar em suas propores mais explosivas. 52

A certificao sela o projeto do equipamento, de modo que quaisquer modificao no autorizada vo efetivamente invalidar a

aprovao/certificao; tais modificaes iro alterar os resultados do ensaio original registrados pela autoridade de ensaio/certificao. Apresentamos, a seguir, os aspectos que devem ser observados para evitar a invalidao da certificao. Componentes de reposio devem ser exatamente os mesmos que os componentes originais especificados, para evitar invalidar a certificao. Por exemplo, um componente maior ou menor do que o original ir afetar a geometria interna do invlucro. A pr-compresso uma possibilidade se um componente maior for inserido, o aumento de volume ir resultar em uma maior presso se montado um componente menor, como mostrado na figura abaixo:

Acrescentar componentes tambm proibido devido possibilidade de aumento da presso como resultado da pr-compresso.

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A retirada de componentes tambm deve ser evitada, j que isso vai resultar em um aumento no volume interno livre. Os resultados do ensaio original, antes da certificao, seriam comprometidos como resultado de uma modificao desse tipo.

As ilustraes so para demonstrao somente, e no devem ser executadas. A execuo da rosca para montagem de prensa-cabos/eletrodutos somente deve ser realizadas pelo fabricante do invlucro, ou seu representante aprovado. As roscas das entradas devem ser compatveis com os prensa-cabos ou eletrodutos em termos de: tipo passo da rosca e tolerncia de folga, j que os caminhos da chama existem nesses pontos.

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O alinhamento correto da entrada roscada tambm importante, visto que o comprimento do caminho da chama em um lado ser reduzido se o prensacabo ou o eletroduto no for ajustado perpendicular face do invlucro, como mostrado na figura abaixo.

A resistncia de um invlucro prova de exploso pode ser prejudicada se o nmero e o tamanho de entradas excederem os permitidos no projeto original, certificado pela autoridade de ensaio. A conformidade com o projeto original essencial com relao ao nmero, tamanho e localizao das entradas, para garantir que o invlucro possa conter uma exploso interna. Gaxetas s podem ser substitudas por outra do mesmo fabricante do invlucro; elas no devem ser acrescentadas se no forem includas como parte do projeto original. O uso de selantes (vedaes) no autorizados tambm deve ser evitados, quando for necessrio manter ou melhorar a classificao IP.

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19.13 Obstruo de caminho da chama As normas de manuteno em geral recomendam que a obstruo das juntas de invlucros prova de exploso, particularmente aqueles com juntas flangeadas, deve ser evitada. Esta recomendao tambm dada na ABNT IEC 60079-14 Instalao eltrica em rea classificadas (com exceo de minas). Uma obstruo slida como uma parede, estrutura de ao, eletroduto, braadeiras, cintas de proteo ou outros equipamentos eltricos etc., em locais prximos abertura na junta, podem, no caso de uma exploso interna, reduzir a eficincia do caminho da chama, favorecendo com que a ignio do gs ou vapor externo possa ocorrer.

Onde d a distncia mnima entre o interstcio da junta prova de exploso e uma obstruo, como especificado na ABNT NBR IEC 60079-14. 19. 14 Requisitos de Instalao 19.14 A Proteo contra intempries Equipamentos prova de exploso devem ter um nvel de proteo para atender s condies ambientais nas quais o equipamento instalado. Os equipamentos devem ter, como parte do seu projeto aprovado, vedaes ou gaxetas para impedir a entrada de gua e/ou poeira. Quando condies ambientais forem extremas, pode ser necessrio considerar outras medidas, se isto for permitido aps a consulta s normas relevantes, ou ao fabricante, ou a outra autoridade.

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Essas medidas esto especificadas na ABNT NBR IEC 60079-14, a norma que d recomendaes para a instalao de equipamentos eltricos em reas classificadas. Este documento especifica as limitaes de uso para fita txtil de graxa no endurecedora, como detalhado a seguir, e graxa ou compostos que no curem. No usar teflon pois inflamvel O uso de graxa no endurecedora nas superfcies usinadas das juntas tem duas vantagens, visto que, alm de fornecer um nvel adicional de proteo, ela tambm inibe a formao de oxidao nessas superfcies. Graxas a base de silicone requerem considerao cuidadosa para evitar possveis danos aos elementos dos detectores de gs. Para equipamentos prova de exploso, as limitaes para uso de tit no endurecedora so especificada a seguir. a) A fita no endurecedora pode ser aplicada em torno do caminho da chama do equipamento, localizado em reas classificadas do grupo IIA, utilizando um recobrimento curto. b) A norma ABNT NBR IEC 60079-14 recomenda que se busque conselho de especialista quando considerar o uso de fita no endurecedora no equipamento do grupo IIB ou IIC instalado em locais contendo gases ou vapor do grupo IIB. A norma ABNT NBR IEC 60079-14 no mantm esta recomendao, mas inclui notas para esclarecer as questo abordadas na norma. Com relao ao uso de fita no endurecedora em equipamentos do grupo IIB a ABNT NBR IEC 60079-14 permite seu uso, contanto que a folga do caminho da chama no exceda 0,1 mm, independente do comprimento do caminho da chama. Isto tambm se aplica a invlucros IIC utilizados em reas IIB. c) A fita endurecedora no deve ser usada em equipamentos do grupo IIC instalados em locais contendo gases ou vapores do grupo IIC. d) As superfcies usinadas de juntas flangeadas no devem ser pintadas. O invlucro pode ser pintado depois da montagem.

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19.15 Mtodos de graus de proteo (IP) As figuras abaixo ilustram a localizao das gaxetas ou anis em O (Orings) de borracha, para assegurar alto grau de proteo. As gaxetas devem constituir uma parte integrante do projeto original, isto , elas podem ser acrescentadas posteriormente a um invlucro fabricado sem gaxetas.

Se o furo do parafuso for aludo deve-se reabrir o furo com macho e colocar parafuso maior, ou ento lacrar o furo, ABNT NBR IEC 60079-17 / ABNT NBR IEC 60079-19

20 Equipamento de segurana aumentada Ex e20.1 Conceito e principais caractersticas do projeto O conceito de proteo segurana aumentada foi inventado na Alemanha, onde amplamente usado h muitos anos. Tornou-se popular no Brasil, principalmente porque possui inmeras vantagens para determinadas aplicaes, em comparao com o mtodo tradicional prova de exploso. Os Estados Unidos tm tradicionalmente se baseado no uso de invlucros prova de exploso em reas classificadas, e a perspectiva de usar um invlucro de segurana aumentada, que no projetado para resistir a uma exploso interna, como alternativa, provavelmente tem sido encarada com um pouco de receio e desconfiana. Este mtodo de proteo possui um bom histrico de segurana e compatvel com os mtodos de proteo. A letra e que simboliza este mtodo de proteo derivada da frase em alemo Erhohte Sicherheit, que se traduz grosseiramente em segurana aumentada. 58

Aplicaes tpicas so: motores de induo, Acessrios de iluminao e caixas de ligao. Observe na figura abaixo:

Observe, no quadro abaixo, as normas que regem esse mtodo. Eletrical apparatus for explosive atmospheres Part 7: Increased safety e Equipamentos eltricos para atmosferas explosivas Parte 14: Instalao eltrica em reas classificadas (exceto minas) Equipamento eltricos para atmosferas explosivas Parte 17: inspeo e manuteno de instalao eltricas em reas classificadas (exceto minas) O mtodo de segurana um tipo de proteo no qual medidas adicionais so tomas para prevenir a possibilidade de temperatura excessiva, arcos ou fascas ocorrem em partes internas ou externas do equipamento em operao normal. O equipamento de segurana aumentada Ex e pode ser usado nas Zonas 1 e2

IEC 60079-7:2006

ABNT NBR IEC 60079-14:09

ABNT NBR IEC 6007917:2009

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20.2 Temperatura ambiente Invlucros de segurana aumentada so normalmente projetados para uso em temperatura ambiente na faixa de -20 C a + 40 C, a menos que marcados de outra forma. Observe na figura abaixo:0 0

A operao segura do equipamento de segurana aumentada depende da preveno de qualquer fonte de ignio, isto , temperaturas de superfcie excessivas, arcos ou fascas, que podem ser produzidos por partes internas ou externas do equipamento. Os recursos de projeto especial so, portanto, incorporados ao equipamento pelo fabricante e so os seguintes: Invlucro mecanicamente forte, resistente a impactos testado com uma energia de impacto de 4 ou 7 joules, dependendo da aplicao; Grau de proteo contra a entrada de objetos slidos e gua no mnimo IP54; Terminais fabricados de material isolante de alta qualidade; Distncia d escoamento e isolao especificada, incorporadas no projeto dos terminais; Dispositivo de travamento de terminais para assegurar que os condutores permaneam sem afrouxar ou torcer em servio; Reduo da capacidade normal certificada de terminais; Quantidade de terminais em um invlucro limitada por projeto de circuito; Proteo de sobrecorrente de circuito.

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20.3 Terminais de segurana aumentada Os terminais em um invlucro de segurana aumentada devem ser terminais certificados como componentes. Eles sero fabricados de material de boa qualidade, com melanina, poliamida e, para aplicaes especiais, cermica. Esses materiais, que possuem boa estabilidade trmica, so submetidos ao ndice Comparativo de Resistncia Superficial (ICRS) para determinar sua resistncia ao escoamento. Distncia de isolao A menor distncia atravs do ar entre dois condutores. A menor distncia entre dois condutores na superfcie de um material isolante. A corrente de fuga que passa pela superfcie contaminada de Corrente de escoamento um isolador entre terminais energizados, ou entre terminais e o terra. O valor numrico de tenso mxima, em volts, qual (um de ndice Comparativo de Resistncia Superficial resistncia superficial) o material isolante resiste, por exemplo, a 100 gotas de eletrlito (normalmente soluo de cloreto de amnia em gua destilada) gera uma trilha para passagem de corrente (tracking).

Distncia de escoamento

20.4 Critrios de ensaio ndice Comparativo de Resistncia Superficial (ICRS) Os critrios de ICRS so dados na tabela abaixo. Trs categorias I, II e IIIa so consideradas, sendo I o material de qualidade mais alta, que submetido ao maior nmero de gotas de eletrlito caindo entre os eletrodos de teste, e a tenso mais alta aplicada nos eletrodos a partir da fonte de tenso varivel. Cada material deve resistir ao nmero especificado de gotas do eletrlito, na tenso especificada, para que seja aceito. Deste modo, a combinao de materiais de alta qualidade e bom projeto, que incorpora distncias de escoamento e isolao especificadas, garante que os terminais de segurana aumentada tenham uma resistncia maior ao escoamento para prevenir centelhamento.

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Critrios de ensaio de ICRS do material Categoria do material I Tenso de ensaio (V) 600 Nmero de gotas >100

ICRS

>600 400 175

II

500

>50

IIIa

175

>50

Observe a figura abaixo:

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Distncia de escoamento e isolao

Distncia de escoamento em funo da tenso de trabalhos e ICRS do material

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20.5 Tipos e classificao de terminais de segurana aumentada Os terminais tm sua capacidade reduzida, de modo que a corrente mxima para aplicao de segurana aumentada prxima metade daquela para aplicaes industriais padro, como apresentamos na tabela abaixo. Esta reduo de capacidade, juntamente com outras consideraes, assegura que as temperaturas de superfcie internas e externas sejam mantidas dentro dos limites prescritos. A tabela abaixo mostra o tamanho mximo de condutor para cada tipo de terminal. Tamanho Tipo de terminal do condutor (mm) SAK 2,5 SAK 4 SAK 6 SAK 10 SAK 16 SAK 35 SAK 70 2,5 4 6 10 16 35 70 Mxima corrente de segurana aumentada (A) 15 21 26 37 47 75 114 Mxima corrente industrial (A) 27 36 47 65 87 145 220

essencial que os condutores estejam firmemente conectados aos terminais para prevenir a ocorrncia de fascas como resultado de conexes frouxas. A figura abaixo mostra como isto efetuado.

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20.6 Estimativa de nmero de terminais O nmero de terminais que podem ser instalados em um determinado tamanho de invlucro limitado. Vrios mtodos foram desenvolvidos pelos fabricantes para esta finalidade, so eles: 20.6.1 Limite de carga Mtodo na qual a capacidade de cada terminal especificada e o fator do invlucro, representado pelo somatrio das correntes, determinado por ensaio. Quantidades permitidas se obtm dividindo-se o limite de carga pela corrente nominal certificada de um determinado terminal. 20.6.2 Limite trmico Normalmente utilizado para aplicaes de alta corrente, neste mtodo os invlucros e os terminais recebem uma classificao de temperatura. Os invlucros normalmente sero limitados a uma elevao de temperatura de 40K, para uma classificao de temperatura T6, mas a temperatura para os terminais depender do tipo dos terminais, da corrente nominal e do tamanho do invlucro no qual eles esto instalados. Isto envolve o uso de tabelas que so fornecidas pelo fabricante. Quando a classificao trmica (K) do terminal tiver sido estabelecida, ela dividida pela classificao K para o invlucro, para dar o nmero de terminais, de um determinado tipo, que podem ser instalados. 20.6.3 Mxima potncia dissipada Neste mtodo, os invlucros recebem uma classificao de dissipao de watts, mas a classificao dos t