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1
Prevenção contra Explosões
e outros
Riscos da Operação de Caldeiras
e Sistemas de Vapor
Palmas/PR
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3
1
•Definições
2
•Causas dos Riscos
3
•Prevenção
Prevenção contra Explosõese outros Riscos
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4
Expansão violenta ou arrebentação, acompanhada de
estrondo, causada por repentina libertação de energia por
uma reação química muito rápida, por uma reação nuclear
ou pelo escape de gases ou vapores sob grande pressão.
(Michaelis)
Explosão
1• Definições
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5
Expansão violenta ou arrebentação, acompanhada de
estrondo, causada por repentina libertação de energia por
uma reação química muito rápida, por uma reação nuclear
ou pelo escape de gases ou vapores sob grande pressão.
(Michaelis)
Explosão
1• Definições
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6
Caldeira:Pressão de 10 kgf/cm² (manométrico)
Vapor (saturado) 183 ºC
• 1 kg água líquida (11 kgf/cm²abs) = 1,13 litros• 1 kg água vapor
(01 kgf/cm²abs = P atmosférica) = 2.135,00 litros
Cada 50 kg (66,5 L) de água líquida equivalente a 1 kg de pólvora
(Raul Peragallo Torreira)
1• Definições
1.890 vezes maior
Explosão
Software: CATT2
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7
1 • Definições
Explosão
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8
1 • Definições
Clipping
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1 • Definições
Clipping
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1 • Definições
Clipping
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1 • Definições
Clipping
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1 • Definições
Clipping
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1 • Definições
Clipping
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1 • Definições
Clipping
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Clipping
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1 • Definições
Clipping
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1 • Definições
Clipping
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18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011)Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)
Caldeiras de Recuperação
1 • Definições
Clipping
2009
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18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011)Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)
Caldeiras de Recuperação
1 • Definições
Clipping
2010
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18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011)Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)
Caldeiras de Recuperação
1 • Definições
Clipping
2011
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18° Congresso Latino Americano de Caldeiras de Recuperação (08/2011)Instituto Brasileiro de Análises Sociais e Econômicas (IBASE)
Caldeiras de Recuperação
1 • Definições
ClippingIdade
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2• Causas dos Riscos
- Erro Humano (Operação)- Manutenção incorreta- Materiais (corrosão, etc.)- Procedimentos incorretos- Processo (definição de consumo, etc.)
Causas dos Riscos
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Rotina
2• Causas dos Riscos
Causas dos Riscos- Erro Humano (Operação)- Manutenção incorreta- Materiais (corrosão, etc.)- Procedimentos incorretos- Processo (definição de consumo, etc.)
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Rotina
2• Causas dos Riscos
Causas dos Riscos
Treinamento
Inércia
- Erro Humano (Operação)- Manutenção incorreta- Materiais (corrosão, etc.)- Procedimentos incorretos- Processo (definição de consumo, etc.)
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27
Rotina
2• Causas dos Riscos
- Erro Humano (Operação)- Manutenção- Material- Procedimento- Processo
Causas dos Riscos
Treinamento
Inércia
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28
Definição da Física: Inércia
Propriedade que têm os corposde não modificar por si próprios o seu estado
de repouso ou de movimento.
Um automóvel a 120 km ...
- Em uma reta... Sem problemas (fora a multa!)- Em uma curva ???
O que pode acontecer? Por que?
Comparação
2• Causas dos Riscos
Inércia & Rotina
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29
Definição: Rotina
Hábito de proceder sempre da mesma maneira,sem atender aos progressos.
(Michaelis)
Corre-se o risco de fazer algoapenas por fazer.
Traz desatenção.................................
Comparação
2• Causas dos Riscos
Inércia & Rotina
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30
É como dirigir um automóvel:
Pela primeira vez atenção....
Depois que virou rotina ...
(mau) Exemplo para todos...
2• Causas dos Riscos
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31
É como dirigir um automóvel:
Pela primeira vez atenção....
Depois que virou rotina ...
É aí que mora o perigo!
(mau) Exemplo para todos...
2• Causas dos Riscos
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32
Na operação de caldeiras a inércia e Rotinajuntas são muito perigosas...
“Sempre fiz assim, sempre deu certo!”
“Isso não é verdade...Nunca deu errado!”
“É muito difícil isso acontecer...Comigo nunca aconteceu!”
Inércia & Rotina
2• Causas dos Riscos
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33
Rotina
2• Causas dos Riscos
Não modifica por si p
róprio
Na operação de caldeiras a inércia e Rotinajuntas são muito perigosas...
“Sempre fiz assim, sempre deu certo!”
“Isso não é verdade...Nunca deu errado!”
“É muito difícil isso acontecer...Comigo nunca aconteceu!”
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34
A ROTINA muitas vezes é a causa do risco.
- Na operação- Na manutenção- Na análise e tratamento da água- Nos procedimentos de segurança- Nos processos
O que tem que ser feito então?
Rotina
2• Causas dos Riscos
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35
A ROTINA muitas vezes é a causa do risco.
- Na operação- Na manutenção- Na análise e tratamento da água- Nos procedimentos de segurança- Nos processos
Rotina
2• Causas dos Riscos
Ou é a sogra?
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36
A ROTINA muitas vezes é a causa do risco.
- Na operação- Na manutenção- Na análise e tratamento da água- Nos procedimentos de segurança- Nos processos
Temos que...
Rotina
Observar a Rotina
2• Causas dos Riscos
Ter consciência que ela existee se atentar a ela
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37
Riscos originados pela combinação de:
1. Diminuição de resistência do material
2. Diminuição da espessura (chapas, tubos)
3. Aumento da pressão (falhas operacionais ou não)
Riscos na Operação
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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38
• Superaquecimento
Modificação da estrutura metalúrgica do material
Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material
2• Causas dos Riscos
Propriedade do material utilizado
2.t
P.rS
OperaçãoManutenção
Tratamento da águaProcedimentos
Processos
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39
• Superaquecimento (causas)
Material inadequado para funçãoRisco de Fluência e/ou Ruptura
Material defeituosoDupla Laminação:
vazios no interior da chapa
Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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40
• Superaquecimento (causas)
Dimensionamento incorretoErro de projeto ou construção
Queimadores mal posicionadosChamas “lambem” a fornalha
Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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41
• Superaquecimento (causas)
IncrustaçõesDeposição e agregação de sólido ao aço
Ocultamento ou “Hide-out”Cristalização fosfatos dissolvidos sobre os tubos
Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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42
Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material
Fonte: Gyurkovits, J. L.
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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43
• Superaquecimento (causas)
Marcha ForçadaExcesso de fogo na fornalha
Falta de águaAusência de refrigeraçãoTubo exposto a temperaturas 500°C
Riscos na OperaçãoDiminuição de resistência do material
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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44
Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material
• Corrosão
• Erosão
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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45
Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material
• Corrosãoperigosa porque:
Pressostatos, válvulas de segurança NÃO detectam
É descoberta apenas por meio de inspeções.
Pode ser: Interna Externa
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material
• Corrosão Interna
- Oxidação do Ferro (Fe)Na presença de oxigênio, quelantes
- Corrosão Galvânica Dois metais diferentes em contato na presença de eletrólito (água
de caldeira) formam uma diferença de potencial
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material
• Corrosão Interna
- Aeração DiferencialCorrosão nos tubos superiores devido à diferença
de concentração de oxigênio na água
- SalinasConcentrações elevadas de cloretos
- Fragilidade CausticaSoda cáustica (hidróxido de sódio) acima de 5%
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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48
Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material
• Corrosão Externa
- Temperaturas Altas (> 600°C)Superaquecedores e Ressuperaquecedores Depósitos de Cinzas facilitam o ataque do oxigênio
- Temperaturas Baixas (< 160°C) É consequência do Enxofre no combustível Local da Instalação: umidade
maresiaatmosfera fortemente poluída
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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49
Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material
• Erosão
Caldeiras Aquatubulares Sopradores de fuligem desalinhados
incidem seu jato de vapor sobre os tubosem vez de entre eles.
Caldeiras Aquatubulares e FlamotubularesErosão pelo vapor em sedes de vedação de válvulas de segurança
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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50
Riscos na OperaçãoDiminuição da espessura do material
Quando Erosão e Corrosão
se associam, os efeitos danosos são muito mais intensos que a soma de cada
um, se agirem isoladamente.
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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Riscos na OperaçãoAumento da pressão
• Falhas Operacionais
- Pressostatos Bloqueio da comunicação com caldeira Deterioração do diafragma Colamento dos platinados
- Válvulas SolenóidesQueimam em posição aberta Instalação incorreta
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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52
Riscos na OperaçãoAumento da pressão
• Falhas Operacionais
- Válvulas de Segurança Não abre! “Overpressure” acima do
limite (10%)
- Instrumentos de IndicaçãoManômetro:
descalibrado, quebradoligação com caldeira entupida
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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53
Riscos na OperaçãoFalha Operacional
- Controle de nível não funciona
- Bomba não liga
- Injetor instalado incorretamente
- Falta de treinamento
- Operador com Atividades paralelas fora do ambiente
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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54
Riscos na Operação
Caso verídico (Santa Rosa /RS)Caldeira flamotubular horizontal, lenha
7 kgf/cm², 3.000 kg/h
Operador do turno da noite:
- “brincadeira” com colega do turno do dia
- fecha a válvula de controle de nívelsem avisar
- vai para casa e se esquece ...
Rotina
2• Causas dos Riscos
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55
Riscos na Operação
Caso verídico (Santa Rosa /RS)Caldeira flamotubular horizontal, lenha
7 kgf/cm², 3.000 kg/h
Operador do turno do dia:
- não seguiu os procedimentos (rotina)- coloca lenha na fornalha manter a
pressão na linha de vapor- falhou sistema de bombeamento
(triste coincidência)- baixa o nível de água na caldeira- visor de nível NÃO indica- caldeira chega ao limite!- parada total... Quem é o responsável!
Rotina
2• Causas dos Riscos
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56
Pontos de Manutenção:
• Contatos elétricos
• Sensores (pressostatos, eletrodos, termômetros)
Manutenção
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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57
Pontos de Manutenção:
• Bomba d’água sentido rotação (circuito trifásicos)
• Célula fotoelétricaqueimadores
• Válvulas de Segurançadesgaste da sede (base) da válvula
• Manômetrocalibração
Manutenção
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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58
A água é classificada:
• segundo seus constituintes • caracterizada conforme os teores de:
- Dureza- Alcalinidade- Salinidade- Sílica- Turbidez- Gases dissolvidos
Análise e Tratamento da Água
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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59
Tratamento não adequado da águapode causar:
- Corrosãodiversas formas
- Depósitos / Incrustações / “Hideout”
Análise e Tratamento da Água
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
3 Passos/RS
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60
Pergunta:
Já solicitaram o exame da água poroutra empresa?
É bom (por mais que seja contratual)averiguar a qualidade do serviço
Análise e Tratamento da Água
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
3 Passos/RS
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61
- Gasta-se em motivação
• Pôsteres• Folders• Placas
mas...
Procedimentos
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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62
Na segurança... nem tanto
Onde estão apresentados os procedimentos da caldeira?
2• Causas dos Riscos
Procedimentos
OperaçãoManutenção
Tratamento da águaProcedimentos
Processos
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63
Os Procedimentos estão...
2• Causas dos Riscos
Procedimentos
OperaçãoManutenção
Tratamento da águaProcedimentos
Processos
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Os Procedimentos estão aqui...
2• Causas dos Riscos
Procedimentos
OperaçãoManutenção
Tratamento da águaProcedimentos
Processos
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65
os Procedimentos estão aqui ?
2• Causas dos Riscos
Por que
Rotina...
O operador já sabe tudo!Não precisa olhar sempre!
Mas...E se ele sofrer algo e
ficar impossibilitado?
Há outra pessoa treinada?
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Processos da empresa demandam vapor.
Erros de demanda no projeto provocam:
Sub ou Superdimensionamento do sistema de vapor
Qual o pior?Quais as consequências?
Arraste da água na linha, manutenção maior, etc... Válvula de segurança abrindo com frequência...
Processos
2• Causas dos Riscos Operação
ManutençãoTratamento da água
ProcedimentosProcessos
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67
Prevenção
3• Prevenção
Operação da Caldeira
Identificação- Identificar as Válvulas com Números ou Cores
segundo procedimentos de parada
- Identificação do Limite de Operaçãono Visor de Nível
Comandos eletrônicos podem falhar...
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68
Manômetro:Indicação de pressão máximaTrocar Manômetro para escala condizente com uso
Prevenção
3• Prevenção
Operação da Caldeira
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Procedimentos com identificação
• Fotos
• Imagens
Poster grande e visível no ambiente
Prevenção
3• Prevenção
Procedimentos dePartida/Parada
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70
Contatos dos Eletrodos:
IdentificaçãoLimpeza de contatosVerificar medidas de cada um
Prevenção
3• Prevenção
Manutenção da Caldeira
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Bombas
- Proteção contra inversão de sentido de rotação(troca de fases)
- Manutenção periódica preventiva
Prevenção
3• Prevenção
Manutenção da Caldeira
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Prevenção
3• Prevenção
Tratamento adequado da água
Análise com empresa de confiança
Comparação com resultados de outra empresa?• É interessante!• Evita surpresas.• Pode confirmar os resultados da empresa ou não.
Água na temperatura correta (se possível 80°C)
Análise e Tratamento da Água1 ano
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Prevenção
3• Prevenção
Análise e Tratamento da Água
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74
Prevenção
3• Prevenção
Análise e Tratamento da Água
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75
Prevenção
3• Prevenção
Análise e Tratamento da Água
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- NR-13
13.3.5 Operador deve possuir certificado de “Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras” e comprovação de estágio prático
13.3.11 A reciclagem de operadores deve serpermanente
Prevenção
3• Prevenção
Treinamento do Operador