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Caldeiras e Vasos de Pressão

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RA CAVALLARO ENGENHARIA E CONSULTORIA LTDA

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Reginaldo José Cavallaro Graduação Engenharia Industrial – Mecânica Especialização em Automação Industrial Especialização em Eng. Ambiental – Tratamento de Efluentes Gasosos MBA em Engenharia de Produção

RA CAVALLARO ENGENHARIA E CONSULTORIA LTDA

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RA Cavallaro Engenharia e Consultoria Ltda

Fornecimento de Serviços e Equipamentos Inspeção em Caldeiras Inspeção em Vasos de Pressão Adequação de equipamentos à NR-12 Projeto e de Equipamentos Industriais Estruturas Metálicas Transportadores de Correia Elevadores de Caçambas (Canecas) Silo Pulmão Vasos de Pressão

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CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO

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Assuntos a serem abordados I. DEFINIÇÕES II. COMBUSTÍVEIS III. LEGISLAÇÃO E NORMAS IV. CALDEIRA V. VASO DE PRESSÃO

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I – DEFINIÇÕES

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i. Caldeira: Equipamento capaz de transformar água em vapor superaquecido, pela queima de um combustível.

ii. Combustível: Qualquer substância que reage com o oxigênio liberando energia potencial. Através de calor, chamas.

iii. Vaso de Pressão: Qualquer reservatório que contenha um fluído (gás, ou líquido) projetado para resistir a pressões interna maior que a externa.

iv. Válvula de Segurança: Dispositivo automático de alívio de pressão. v. PMTA: Pressão Máxima de Trabalho Admissível. É a máxima pressão

compatível com a caldeira, ou vaso de pressão.

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II – COMBUSTÍVEL

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a. Combustíveis Fósseis: Coque de petróleo, Gás natural, GLP, Carvão mineral, Gasolina, querosene, óleo combustível.

b. Bio Combustíveis: Madeira, Bio massa (bagaço da cana), Etanol. c. Outros: Nuclear

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III – LEGISLAÇÃO E NORMAS

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I. NBR 5413 – Iluminância de Interiores II. NBR 12177 – Inspeção de Segurança – Parte 1: Caldeiras

flamotubulares; Parte 2: Caldeiras aquotubulares III. NBR 15417 – Vasos de pressão – Inspeção de segurança

em serviço. IV. NBR 12228 – Tanque estacionário destinado à

estocagem de gases altamente refrigerados: Inspeção periódica.

V. Portaria nº 23 de 27/12/1994 – MTE/SSST VI. NR 13 – Caldeiras e Vasos de Pressão

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NBR 5413 – Iluminância de Interiores

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O que trata a norma NBR 5413?

• É uma norma de Procedimento. • Esta Norma estabelece os valores de iluminâncias médias mínimas em serviço para iluminação artificial em interiores, onde se realizem atividades de comércio, indústria, ensino, esporte e outras. • Item 5.3.50 Industrias Químicas. Indica os valores mínimo de iluminância em caldeiras, tanques e vasos.

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NBR 12177 – Inspeção de Segurança Caldeiras

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O que trata a norma NBR 12177? • Parte 1: Caldeiras flamotubulares • Parte 2: Caldeiras aquotubulares

a) Fixa as condições exigíveis para realizar as inspeções de

segurança das caldeiras estacionárias flamotubulares ou aquotubulares a vapor, sujeitas ou não à chama.

b) Destina-se exclusivamente às caldeiras estacionárias, novas ou não, sujeitas ou não à chama, já instaladas.

c) Não se aplica à inspeção de caldeiras durante a respectiva construção.

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NBR 12177 – Inspeção de Segurança Caldeiras

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Caldeira Flamotubular

• Este tipo de caldeira os gases de combustão estão do lado interno dos tubos e a água do lado externo.

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NBR 12177 – Inspeção de Segurança Caldeiras

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Caldeira Aquotubular

• Este tipo de caldeira os gases de combustão estão do lado externo dos tubos e a água do lado interno.

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NBR 12177 – Inspeção de Segurança Caldeiras

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Caldeira Aquotubular

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NBR 12177 – Inspeção de Segurança Caldeiras

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Toda caldeira tem que ter uma placa de identificação, com:

a) nome do fabricante; b) número de ordem, dado pelo fabricante da caldeira; c) ano de fabricação da caldeira; d) pressão máxima de trabalho admissível (PMTA); e) código de projeto e ano de edição; f) pressão de ensaio hidrostático; g) capacidade de produção de vapor; h) área da superfície de aquecimento geradora de vapor; i) categoria da caldeira; j) combustível.

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NBR 12177 – Inspeção de Segurança Caldeiras

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Documentos que fazem parte da caldeira i. Prontuário: Onde deve constar a caracterização da caldeira (Anexo

A da norma); Documentação original do fabricante; projeto de instalação da caldeira.

ii. Registro de Segurança: Livro com folhas numeradas, ou sistema equivalente onde são registradas as ocorrências.

iii. Lista de Verificação: Itens a serem verificados (Anexo B da norma). iv. Relatórios de Inspeção: Feitos por profissional habilitado e

relatórios registrados no registro de segurança (Anexo C da norma).

v. Manual de Operação: Onde indica os procedimentos de partida /parada da caldeira, situações de emergência e procedimentos de segurança. Fornecido pelo fabricante.

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NBR 15417 – Inspeção de Segurança Vasos Pressão

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O que trata a norma NBR 15417? i. Fixa os requisitos mínimos para a inspeção de vasos de pressão em

serviço ii. É destinada a inspeção de segurança em vasos de pressão

classificados conforme a NR-13. iii. Contém os requisitos necessários para verificação das condições

operacionais de vasos de pressão em serviço

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Portaria n° 23 de 27/12/1994 – MTE/SSST

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O que trata a Portaria n° 23? Art. 2°: Os empregadores terão 30 dias para se adaptarem as exigências

da NR-13. Art. 3°: Classifica e fixa as penalidades para cada item da NR-13 não

cumprido.

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NR-13 – Caldeiras e Vasos de Pressão

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O que trata a NR-13? Esta norma estabelece todos os requisitos técnicos e legais relativos à instalação, operação e manutenção de caldeiras e vasos de pressão, de modo a se prevenir a ocorrência de acidentes do trabalho. A NR 13 tem a sua existência jurídica assegurada, em nível de legislação ordinária, nos artigos 187 e 188 da Consolidação das Leis do Trabalho (CLT).

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Tópicos da NR-13 – Referente a Caldeiras 13.1 – Caldeiras a Vapor – Disposições Gerais 13.2 – Instalação de Caldeiras a Vapor 13.3 – Segurança na Operação de Caldeias 13.4 – Segurança na Manutenção de Caldeiras 13.5 – Inspeção de Segurança de Caldeiras

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Tópicos da NR-13 – Referente a Vasos de Pressão 13.6 – Vasos de Pressão – Disposições Gerais 13.7 – Instalação de Vasos de Pressão 13.8 – Segurança na Operação de Vasos de Pressão 13.9 – Segurança na Manutenção de Vasos de Pressão 13.10 – Inspeção de Segurança de Vasos de Pressão

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Anexos da NR-13 • Anexo I-A: Currículo mínimo para "treinamento de segurança na

operação de caldeiras”. • Anexo I-B: Currículo mínimo para "treinamento de segurança na

operação de unidades de Processo“. • Anexo II: Requisitos para certificação de "serviço próprio de

inspeção de equipamentos“. • Anexo III: Recomendações para aplicação da NR-13 • Anexo IV: Classificação de vasos de pressão

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Alguns destaques da NR-13 13.1.2 Para efeito desta NR, considera-se "Profissional Habilitado“ aquele que tem competência legal para o exercício da profissão de engenheiro nas atividades referentes a projeto de construção, acompanhamento operação e manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras e vasos de pressão, em conformidade com a regulamentação profissional vigente no País.

Resolução n° 218/73, Decisões Normativas 029/88 e 045/92 do CONFEA estabelece que engenheiros mecânicos, navais e engenheiros civil com atribuição do art. 28 do Decreto Federal n° 23.569/33 desde que cursado as disciplinas de Termodinâmica e Transferência de Calor.

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Alguns destaques da NR-13 – Caldeiras 13.1.4 Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens: a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor

igual ou inferior a PMTA; b) instrumento que indique a pressão do vapor acumulado; c) injetor ou outro meio de alimentação de água, independente do

sistema principal, em caldeiras combustível sólido; d) sistema de drenagem rápida de água, em caldeiras de recuperação

de álcalis; e) sistema de indicação para controle do nível de água ou outro

sistema que evite o superaquecimento por alimentação Deficiente.

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Alguns destaques da NR-13 – Caldeiras 13.1.6: Toda caldeira deve possuir, no estabelecimento onde estiver instalada, a seguinte documentação, devidamente atualizada: a) Prontuário da Caldeira b) Registro de Segurança c) Projeto de Instalação d) Projetos de Alteração ou Reparo e) Relatórios de Inspeção

13.1.6.3: O proprietário da caldeira deverá apresentar, quando exigido pela autoridade competente do Órgão Regional do Ministério do Trabalho, a documentação mencionada no subitem 13.1.6.

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Alguns destaques da NR-13 – Caldeiras 13.2.4 Quando a caldeira estiver instalada em ambiente fechado, a "Casa de Caldeiras" deve satisfazer aos seguintes requisitos: a) prédio separado, construído de material resistente ao fogo.... b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas e desobstruídas.... c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não

possam ser bloqueadas. d) dispor de sensor para detecção de vazamento de gás.... e) não ser utilizada para qualquer outra finalidade. f) dispor de acesso fácil e seguro.... g) ter sistema de captação e lançamento dos gases (...) fora da área de

operação.... h) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes....

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Alguns destaques da NR-13 – Caldeiras 13.3.1 Toda caldeira deve possuir "Manual de Operação" atualizado, em língua portuguesa.... 13.3.4 Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operação e controle de operador de caldeira, sendo que o não atendimento a esta exigência caracteriza condição de risco grave e iminente. 13.3.5 Para efeito desta NR será considerado operador de caldeira aquele que satisfizer pelo menos uma das seguintes condições: a) Ter certificado de "Treinamento de Segurança na Operação de

Caldeiras" e comprovação de estágio, conforme a NR-13. b) possuir comprovação de pelo menos 3 (três) anos de experiência

nessa atividade, até 08 de maio de 1984.

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Alguns destaques da NR-13 – Caldeiras 13.5.1 As caldeiras devem ser submetidas a inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária, sendo considerado condição de risco grave e iminente o não atendimento aos prazos estabelecidos nesta NR. 13.5.6 Ao completar 25 anos de uso, as caldeiras devem ser submetidas a rigorosa avaliação de integridade para determinar a sua vida remanescente(....) caso em condições de uso. 13.5.7 As válvulas de segurança instaladas em caldeiras devem ser inspecionadas periodicamente.... 13.5.10 A inspeção de segurança deve ser realizada por "Profissional Habilitado“.....

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Categoria de Pressão das Caldeiras

Categoria Pressão de Operação

Baixa Pressão Até 21 kgf/cm²

Média Pressão 42 kgf/cm²

Alta Pressão A partir de 60 kgf/cm²

Caldeiras a bagaço de cana sofreram evolução tecnológica, pois até então a máxima pressão de operação destas caldeiras era 42 kgf/cm², consideradas de alta pressão pelo setor sucroalcooleiro, na mesma época as centrais termoelétricas à óleo e carvão, assim como as indústrias de papel e celulose, já utilizavam caldeiras com pressões de 85 kgf/cm² a 100 kgf/cm².

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Alguns destaques da NR-13 – Vasos de Pressão 13.6.2 Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens: a) válvula ou outro dispositivo de segurança com pressão de abertura

ajustada em valor igual ou inferior à PMTA, instalada diretamente no vaso ou no sistema que o inclui;

b) dispositivo de segurança contra bloqueio inadvertido da válvula quando esta não estiver instalada diretamente no vaso;

c) instrumento que indique a pressão de operação.

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Alguns destaques da NR-13 – Vasos de Pressão 13.6.4 Todo vaso de pressão deve possuir, .... a) Prontuário do Vaso de Pressão b) Registro de Segurança c) Projeto de Instalação d) Projeto de Alteração ou Reparo e) Relatórios de Inspeção 13.8.1 Todo vaso de pressão enquadrado nas categorias “I” ou “II” deve possuir manual de operação próprio ou instruções de operação.... e de fácil acesso aos operadores. 13.8.2 Os instrumentos e controles de vasos de pressão devem ser mantidos calibrados e em boas condições operacionais. 13.8.2.1 Constitui condição de risco grave e iminente o emprego de artifícios que neutralizem seus sistemas de controle e segurança.

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Alguns destaques da NR-13 – Vasos de Pressão

13.8.3 A operação de unidades que possuam vasos de pressão de categorias "I" ou "II" deve ser efetuada por profissional com "Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processos", sendo que o não atendimento a esta exigência caracteriza condição de risco grave e iminente. 13.10.1 Os vasos de pressão devem ser submetidos a inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária. 13.10.6 A inspeção de segurança deve ser realizada por "Profissional Habilitado“....

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Alguns destaques da NR-13 – Vasos de Pressão

13.10.3 Inspeção de segurança periódica....

Categoria do Vaso

Exame Externo

Exame Interno

Teste Hidrostático

I 1 ano 3 anos 6 anos

II 2 anos 4 anos 8 anos

III 3 anos 6 anos 12 anos

IV 4 anos 8 anos 16 anos

V 5 anos 10 anos 20 anos

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Alguns destaques da NR-13 – Vasos de Pressão Classificação dos Vasos de Pressão – Anexo IV

• CLASSE "A": fluidos inflamáveis; combustível com temperatura

superior ou igual a 200 °C; fluidos tóxicos com limite de tolerância igual ou inferior a 20 ppm; hidrogênio; acetileno.

• CLASSE "B": fluidos combustíveis com temperatura inferior a 200 °C; fluidos tóxicos com limite de tolerância superior a 20 (vinte) ppm;

• CLASSE "C": vapor de água, gases asfixiantes simples ou ar comprimido;

• CLASSE "D": água ou outros fluidos não enquadrados nas classes "A", "B" ou "C", com temperatura superior a 50 °C.

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Alguns destaques da NR-13 – Vasos de Pressão Potencial de Risco em função de P*V – Anexo IV

1.2 • GRUPO 1 - PV ≥ 100 • GRUPO 2 - PV < 100 e PV ≥ 30 • GRUPO 3 - PV < 30 e PV ≥ 2.5 • GRUPO 4 - PV < 2.5 e PV ≥ 1 • GRUPO 5 - PV < 1

1.2.1 - Vasos de pressão que operem sob a condição de vácuo deverão enquadrar-se nas seguintes categorias: - categoria I: para fluidos inflamáveis ou combustíveis; - categoria V: para outros fluidos.

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Alguns destaques da NR-13 – Vasos de Pressão Potencial de Risco em função de P*V – Anexo IV

1.3 Categoria dos Vasos de Pressão Classe do

Fluído 1

PV≥100 2

PV<100 ≥30 3

PV<30 ≥2.5 4

PV<2.5 ≥1 5

PV<1

A I I II III III

B I II III IV IV

C I III III IV V

D II III IV V V

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ALGUNS ACONTECIMENTOS

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Jul/1990 – Duque de Caxias-RJ REDUC – Refinaria Petrobrás • Prejuízo US$ 12.000.000,00 • Três mortos

Motivo: • Falha na supervisão • Não seguir os procedimentos

padrões • Operador não habilitado • Produção de 150 ton/h de

vapor superaquecido à 399°C • Pressão de Operação 42

kgf/cm²

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ALGUNS ACONTECIMENTOS

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Dez/1998 – Itaúba-MT • Prejuízos US$ 200.00,00 • Produção • 4 mortos

Motivo: • Sobre Pressão • Falta de manutenção • Operador sem Treinamento

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ALGUNS ACONTECIMENTOS

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Abr/2006 – Estados Unidos Vaso de pressão • US$ 1,5 milhão em multas • Produção 3 meses fechada • Terceiros

Motivos • 23 infrações por não

atendimento as normas de segurança

• 7 infrações graves • Falta de válvula de segurança • Tubulação de saída com

incrustação (diminui área do tubo)

• Gerência permitia operação acima de PMTA para produzir

• Operador sem treinamento

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ALGUNS ACONTECIMENTOS

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Jul/1996 – Sanaduva-RS Vaso de pressão • Prejuízos materiais • Produção • Uma vítima fatal

Motivos • Operador sem treinamento • Falta de manutenção • Falta de inspeção periódica

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AGRADECIMENTO

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i. Perguntas ii. Debate

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