Novo catálogo sobre Proteção contra Explosão Industrial

Introdução a Prevenção e Proteção contra Explosão na Indústria
Sempre há opções no gerenciamento dos riscos de
explosão!
Estas medidas são classificadas como prevenção
ou proteção.
• O equipamento suporta forças de reação ger
adas pela descarga ventilada?
• Os edifícios ou os equipamentos ao redor
suportam a carga de choque da pressão da
explosão e suportam a alta temperatura
momentânea da bola de fogo?
Cada aplicação requer uma avaliação única que
inclui as seguintes considerações:
• Quantificar o risco; definir as características A resposta para estas perguntasirá determinar que
um número de medidas de proteção deverá ser
de deflagração para o material do processo
aplicado, tais como:
(Testes podem ser necessários).
• Supressão pela qual o evento explosivo comple to
• Considerar se um híbrido de medidas de pre
é prevenido, e nenhum material será liberado
venção e proteção deve ser empregado.
para a atmosfera.
A ventilação de explosão é economicamente atra• Prevenção de fogo + risco de explosão:
tiva, porém, o impacto total de uma descarga ven(Limpeza e gerenciamento do processo para
tilada deve ser avaliado para determinar quais as
limitar a carga combustível)
medidas de segurança devem ser aplicadas:
• Gerenciamento do acúmulo de carga estática,
• A bola de fogo que surge durante a defla
especialmente para pós de baixa Energia
gração é aceitável?
Mínima de Ignição (MIE - Minimum
• Na proteção de equipamento interno, um
IgnitionEnergy).
duto de ventilação para a atmosfera é
• Gerenciamento de fontes de ignição por
aceitável?
faíscas (por ex. moagem, fresagem) através
• Como sistemas conectados serão isolados
do uso de tecnologia de Detecção de Faíscas
para prevenir a propagação da explosão?
Extinção.
O que é necessário para acontecer uma explosão em uma indústria?
Uma explosão resulta da ignição de um material combustível (pó, gás ou
vapor) quando misturado ao oxigênio presente no ar. Quando isto acontece
dentro de um processo ou sistema de armazenagem fechado, o rápido
aumento de pressão desenvolvido irá exercer forças destrutivas dentro de
poucos milissegundos que colocarão tanto as pessoas como o equipamento
em risco. A maioria dos equipamentos para manuseio, processamento e
estocagem de materiais não foram desenvolvidos para resistir à pressão de
uma deflagração*. Apenas equipamentos desenvolvidos para resistir à
pressão máxima (Pmax) resultante do processo de combustão irão sobreviver - estas pressões tipicamente excedem 75 psig (5.2 bar), tornando o desenvolvimento de contenção de uma deflagração proibitivamente caro na maioria dos casos.
*Deflagração: Uma bola de fogo em expansão que avança abaixo da
velocidade do som no ar, comparada com a detonação que excede
a velocidade do som no ar. Tipicamente, um processo pode ser protegido
dos riscos de deflagração.
O que é necessário para prevenção e proteção de uma explosão de pó?
Geralmente, um conjunto de medidas técnicas é necessário para gerenciar com segurança o risco de um processo
de deflagração. A tecnologia aplicada no gerenciamento de deflagração pode ser dividida em passiva e ativa.
Tipicamente a tecnologia passiva funciona através de recursos mecânicos, automaticamente, sem necessidade de
energia externa. Painéis de explosão são uma tecnologia de proteção passiva. Sistemas ativos requerem uma ou mais
fontes de energia para funcionar. Sistemas de supressão de explosão são uma tecnologia de prevenção ativa.
Detecção de faísca e sistemas de extinção são uma tecnologia de prevenção ativa desenvolvida para detectar e eliminar fontes de ignição que poderiam resultar em fogo ou explosão. Tanto a tecnologia ativa quanto a passiva
requerem inspeção periódica.
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Avalie o risco / Gerencie o risco
O gerenciamento bem sucedido dos riscos de defla- • Se houver conexões de entrada e saída no equipa
mento protegido, estão elas protegidas para prevenir a
gração requer que as características do material (como
propagação da deflagração para outros equipamentos
Pmax e Kst - o índice de deflagração de um pó) sejam
ou áreas de trabalho? Os Códigos e Normas atualmente são
conhecidas, juntamente com as condições do processo,
muito claros quando da necessidade de isolação do
tais como concentração de pó, velocidade do fluxo de
equipamento ventilado, para prevenir explosões
ar, pressão de operação, temperatura e umidade.
secundárias. Os riscos de explosões secundárias são
tipicamente muito maiores em seu potencial de dano
Considerações econômicas favorecem o uso de tecnoloe destruição.
gia de painéis de explosão, tanto em termos de custo de
equipamento e necessidade de inspeção periódica sim- • A limpeza de uma explosão ventilada é aceitável?
Dependendo do projeto adotado, uma explosão
ples. Porém, considere os seguintes fatores de aplicação:
ventilada pode requerer reposição de componentes
essenciais do equipamento que possam se danificar
• A bola de fogo que é liberada quando da abertura de
pela onda de pressão, resultando em perda de pro
um painel é aceitável? Ela pode exceder 20 metros de
dução enquanto a reposição não acontece.
comprimento, e cerca de metade disto em diâmetro. A
abertura do painel deve ser feita para um local seguro • Qual o impacto para a vizinhança? Uma explosão
ventilada é um evento espetacular que vai atrair uma
onde não haja presença de pessoas e outros equipa
atenção considerável da comunidade ao redor.
mentos ou edifícios não possam ser danificados.
• Se o equipamento de ventilação for instalado em área • Qual o impacto ambiental se o material do processo
for tóxico ou periculoso? Uma descarga ventilada
interna, é possível instalar um duto para condução a
deve ser simplesmente evitada para alguns materiais.
uma área segura? Dutos de ventilação sempre
aumen tarão a área de ventilação necessária e podem
Conforme ilustrado pela série de questões acima
não ser práticos para proteção de volumes menores
colocadas para a aplicação de uma deflagração
de processo de valores deKst maiores.
ventilada, cada processo necessita ser considerado
• É possível disponibilizar a área de ventilação
tanto isoladamente como sendo parte de uma instalação
necessária? Assim como o espaço para instalação do de produção, para assegurar a implementação
painel, as forças de reação criadas pela ventilação
da tecnologia correta de proteção e prevenção contra
podem ser sustentadas, e no caso de equipamento
explosões.
alto, é possível um arranjo de ventilação capaz de
prevenir o colapso durante o alívio?
Entre em contato com a BS&B para obter ajuda!
Códigos e Normas
A BS&B irá ajudá-lo a seguir as práticas exigidas de acordo com os últimos Códigos e
Normas. Visite o site www.bsbipd.com para
informações mais atualizadas.
Proteção:
• Painéis de explosão para proteção de equipamento de
processo.
• Painéis de explosão para proteção de prédios.
• Painéis sem geração de chama para aplicações internas
ou para onde o alívio das bolas de fogo não seja
Serviço confiável:
aceitável.
A BS&B oferece serviços 24 horas por dia para apoio • Válvulas de ação rápida para isolação mecânica de
a instalações novas e existentes - e para condução de
dutos de conexão.
auditorias de aconselhamento que seguem as normas
• Sistemas de isolação química para oferecer uma
NFPA e outras das melhores práticas de engenharia.
barreira contra a transmissão de chama através de
dutos de conexão.
Prevenção:
• Detecção de Faísca &Sistemas de Extinção aplica
dos a dutos
• Sistemas de Supressão de Explosões para proteção
de equipamentos
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Prevenção contra explosão em indústrias
Sistemas de Supressão de Explosão & Isolação Química BS&B
A partir da esquerda:
Detector do Sistema
Canhão de Injeção
de Agente Supressor
Fonte de
Alimentação Elétrica
Monitor
Sistema IPD: tecnologias de núcleo
O sistema de Supressão de Explosão BS&B detecta o
estágio inicial de uma deflagração ao sentir a onda
de pressão que antecipa a bola de fogo, e usa este
sinal para ativar um agente de extinção para extinguir a
bola de fogo no estágio inicial, antes que atinja
proporções destrutivas. Um sistema típico consiste
em Sensor, Fonte de Alimentação Elétrica,
Monitor e vários Canhões de Injeção de Agente
Supressor. A quantidade, tamanho e localização
dos sensores e canhões são determinados para
cada aplicação.
A supressão bem sucedida de uma deflagração
resulta em uma pressão de explosão reduzida; um
pico baixo de pressão dentro do equipamento. A
bola de fogo em desenvolvimento recebe uma
injeção de bicarbonato de sódio com grau alimentício
que a extingue a partir do seu interior; não
O monitor de sistema, o sensor de
detecção de explosão, o canhão de
supressão de explosão e o suprimento de
energia. Dependendo da aplicação, o
tamanho do canhão de isolamento é
selecionado a partir de módulos padrão
identificados como 5, 10, 20, 40 e 60
libras (2, 4, 8, 16 e 24 kg) de capacidade.
É possível a utilização de mais de um
canhão e mais de um sensor.
apresentando nenhuma evidência externa ao
processo de que uma deflagração ocorreu.
A necessidade de isolar equipamento de processo
pode ser facilmente alcançada utilizando a tecnologia de
sistema de supressão. Quando o sensor detecta os
estágios iniciais da deflagração, não apenas os canhões
principais de supressão são ativados, mas, ao
mesmo tempo, um canhão de isolação é ativado em
cada duto, criando um bloqueio químico no duto e
prevenindo a deflagração ao mover-se para cima e
para baixo.
Sistemas de isolação química devem ser implementados
conjuntamente com ventilação para proteger tanto
equipamentos de processo a montante e até mesmo
sistemas de exaustão de ar limpo que retornam nos
processos.
Example: An Activated IPD System
O sensor detectou ondas de pressão geradas pela bola
de fogo e rapidamente ativou o módulo do canhão de
supressão para extinguir a bola de fogo dentro deste
coletor de pó. O canhão de isolação então bloqueia a
entrada da chamano equipamento de processo adjunto. Os reles são rapidamente ativados para desativar os
equipamentos de processo para cortar o fornecimento
de material combustível e gerar um alarme.
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Os canhões podem ser instalados diretamente no
equipamento de processo ou em dutos de conexão em
qualquer ângulo, evitando a necessidade de grandesdutos
de extensão e bocais para a dispersão do agente
supressor. A pequena massa e tamanho compacto dos
canhões permitem uma fácil instalação. Os canhões
são prontos para montagem em campo, e são enviados
despressurizados, em duas partes, o que reduz o peso
a ser manipulado pelo pessoal.
AGENTE DE
SUPRESSÃO
CANHÃO
CANHÃO DE
ISOLAÇÃO
MONITOR
AGENTE DE
SUPRESSÃO
SENSOR
FONTE DE
ALIMENTAÇÃO
ELÉTRICA
FONTE DE ALIMENTAÇÃO
ELÉTRICA INSTRINSICAMENTE
SEGURA
Sistema IPD aplicado a coletor de pó
Proteção contra explosão em indústrias
Ventilação sem chama BS&B - Sistema IQR e Válvula “Pinch” IVE
Ventilação sem chama BS&B - Sistema IQR
Onde a bola de fogo expelida por uma deflagração não puder ser aceita
e o uso do duto de alívio for impraticável, a tecnologia de ventilação sem
chama apresenta um sistema de proteção passiva alternativa.
Controle de poeira, chama e pressão:
Intercepta>>> Resfria >>>Retém
Como o sistema IQR funciona
O Sistema IQR é composto por duas partes, um painel de explosão e um
corta chamas. O painel de explosão responde rapidamente à pressão
desenvolvida por uma deflagração e abre para aliviar esta pressão. À
medida que a bola de fogo se desenvolve, passa através do painel de
explosão aberto, e é interceptada pelo corta chamas. Uma malha de precisão em aço inoxidável, instalada em um suporte de aço inoxidável, atua
como um supressor de chama tridimensional para extinguir a chama. O
corta chamas retém a chama e os gases quentes da combustão gerados
pela deflagração, bem como o pó queimado e sem queimar o que passa
através do painel de explosão aberto.
Com o resfriamento da chama, a retenção do pó e controle da pressão e
temperatura fornecidas pelo sistema IQR, este dispositivo de segurança
pode ser aplicado no interior de instalações industriais, sempre que o
impacto de uma explosão ventilada tiver que ser evitado.
Cinco funções de segurança do sistema IQR:
• Interceptação da chama - Os produtos da combustão não serão
descarregados, proporcionando um ambiente operacional seguro
para o pessoal.
• Eliminação da possibilidade de uma ignição secundária externa e
subsequente explosão externa ao equipamento protegido
• Retenção da poeira - Mantém o produto de processo dentro do
equipamento, eliminando a possibilidade de produto potencialmente
tóxico ser descarregado no ambiente.
• Retenção da Pressão - Absorve pico de pressão da explosão, protegendo
o pessoal e o ambiente ao redor do equipamento, de uma onde de
pressão provocada pela explosão.
• Controle de Temperatura - Absorve bola de fogo, evitando assim
aumento de temperatura no lado externo do equipamento.
Isolação Mecânica de Explosão BS&B - Válvula “Pinch“ IVE de Ação Rápida
0
Segundos.......Ignição da explosão.
0.015
Segundos.......Aumento de pressão.
0.025
Segundos....Painel abre a baixa pressão.
0.055
Segundos.....Bola de fogo aumenta no corta chamas.
0.075
Seconds.......Bola de fogo interrompida, o que interrompe o
processo de combustão.
0.090
Segundos..Pico de pressão aumenta dentro do
equipamento protegido e é absorvida pelo
corta chamas.
0.125
Seconds
0.165
Seconds
0.200
Segundos.....Processo de combustão termina. Pó
retido pelo corta chamas.
0.275
Seconds
0.350
Seconds
0.425
Seconds
0.500
Segundos.....Fim da combustão. Corta chamas já em
resfriamento.
Isolação Mecânica de Explosão BS&B Válvula “Pinch“ de Ação Rápida IVE
Dutos e tubos podem requerer isolação por meios mecânicos utilizando
uma válvula de ação rápida. A BS&B fornece tecnologia de válvula
“knifegate” ativada ou válvula “pinch” para estes casos.
A válvula “pinch“ IVE é projetada para prevenir a propagação de
explosão de um compartimento para outro através de dutos interconectados. Ela pode ser utilizada para prevenir que partículas quentes, brasas,
chamas e pressão atinjam um recipiente e deem início a uma deflagração
ou incêndio secundário.
A IVE está normalmente aberta. Quando recebe um sinal deum sensor
de pressão ou de um sensor óptico, o controle da IVE sinaliza para que
a válvula feche em milissegundos. O mecanismo de atuação é ar-comprimido da planta estocado em um tanque na válvula “pinch” para assegurar a resposta mais rápida possível.
O princípio de fechamento da válvula é uma bexiga de elastômero que
infla rapidamente para fechar o duto ou tubo.
A IVE é projetada para reset in loco pelo pessoal da planta e permite
teste funcional periódico.
Isolação Mecânica de Explosão BS&B Válvula “Pinch“ de Ação Rápida IVE
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Prevenção contra fogo e explosão em indústrias
Sistema BS&B de Detecção e Extinção de Faíscas
Indicador de chama SDN
Painel de Controle
Sistema de Detecção e Extinção de Faíscas
A tecnologia de detecção e extinção de faíscas é
empregada para gerenciar o risco de um incêndio ou
ignição de uma explosão devido a faíscas e partículas
quentes que são transportadas através de um sistema
coletor de pó combustível. Usando detectores infravermelhos, faíscas e partículas são primeiramente localizadas
e então extintas por pulverização de água a jusante do
ponto de detecção. A operação do sistema é totalmente
automática.
Unidade de controle, tipo DC 1 Módulo de extinção automática
Alarme - luz
e sirene
Dispositivo
Automático
de
Extinção
Indicador
de chama
Zona de sensibilidade
Detectores localizados na parede de dutos de processo, a
jusante da fonte de faíscas ou partículas, monitoram de
forma contínua a presença de energiapróxima ao nívelda
infravermelha. Os sensores de alta resposta têm um
campo de visão de 120° de amplitude.
Fluxo do processo
Indicador
de chama
Sistema de Detecção e Extinção de
Faíscas em Duto Único
Ao receber um sinal de alarme de um ou mais sensores
do sistema, a unidade de controle do Sistema de
Detecção e Extinção imediatamente ativa circuito da
válvula de controle eletromagnético para a pulverização
de água a jusante.
A unidade de controle, juntamente com os sensores de
apoio e unidades de pulverização de água são certificados
para uso em área de trabalho com poeira. Isto minimiza
o uso de fiação no local e permite que o pessoal da
planta possa ter acesso ao status do equipamento diretamente. No caso de um alarme, um operador pode ver
diretamente qual processo está em risco. O fornecimento de monitoramento externo opcional pode atender a
vários sistemas de detecção e extinção de faíscas. Os
componentes críticos do sistema de detecção e extinção
de faíscas são monitorados pela unidade de controle para
garantir uma operação confiável.
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Detectores de Faíscas Aplicados a um
Conjunto de Dutos Horizontais
Proteção contra explosão em indústrias
Painéis de Explosão: Proteção de Equipamento, Dutos e Edifícios
Painel de alívio de Explosão modelo VSB*
Patente americana e internacional pendentes. Proteção de
edifícios e estruturas através de painéis com baixa pressão de
abertura
Material de Construção do modelo VSB:
1. Lamina de Policarbonato ou Alumínio
2. Quadro em alumínio
3. Dispositivo de ruptura montado centralmente para controle
da pressão de abertura
4. Vedação dupla entre o quadro e o painel
5. Cabo dinâmico para retenção da lamina após ativação
A construção do painel em policarbonato permite a
transmissão da luz do dia, mantendo uma isolação com
propriedade similar ao painel de vidro duplo (valor
padrão de R de 2,7) e resistência ao impacto superior a
200 vezes a resistência do vidro simples.
*
Type VSB Building Vent
Tamanhos padrões do VSB:
O painel VSB pode ser adequado a diversas aberturas nos edifícios de modo a atender a área de alívio requerida para uma deflagração. O painel VSB está disponível para tamanhos de até
56”x120” (1,2m x 3m) e para baixas pressões de 0,14 psi ou 10
mbar ou 4” de colunas d’água.
Vantagens do painel VSB:
• Painel de mais baixa pressão de abertura
• Disponibilidade para a menor pressão
• Não exige manutenção
• Baixa massa, fácil instalação
• Não fragmentável
• Disponível com lâmina translúcida
• Propriedades isolantes excelentes
• Fácil reposição
Contate a BS&B para maiores detalhes.
Dynamic Testing of VSB
A BS&B oferece uma linha completa de Os painéis Vent-Saf estão disponíveis nos formatos circulares e retangulares e são projetados para serem monPainéis de Explosão, incluindo:
tados na estrutura do equipamento a ser protegido
Modelos VSP e VSS - conformados de membrana única e
juntas integrais. A calota do painel tem a função de resistir ao
vácuo.
Modelo VSE - plano, de membrana única com juntas integrais, projetado para pressões de operação quase estáticas.
Modelo EXP - painel plano com cobertura metálica feita em
aço inoxidável AISI 316 e selo em Teflon. O Modelo EXP/V
atua em vácuo.
Modelo EXP/DV - tem recortes feitos por Laser em sua
calota. Um filme de Teflon® cobre os recortes fazendo papel
de selo. A pressão de ruptura é controlada pela forma com que
são feitos os recortes.
Modelo LCV - painel plano e composto com juntas integrais.
Modelo HTV - painel levemente conformado projetado para
altas temperaturas de 1.000°F (538°C) ou mais.
através de um quadro ou moldura. As opções incluem:
• Dimensões retangulares de 6” x 9” (152mm x
229mm) até 44,5” x 68” (1130mm x 1727mm).
• Dimensões circulares de 8” (203mm) até 54”
(1372mm).
• Opções de material para instalação padrão; instalação
sanitária/ asséptica; altas temperaturas acima de 300°F
(149°C) e isolação para prevenir condensação.
• Produzido para
atender às normas
NFPA 654, 68, 69 e
ATEX.
• Sensores para
fornecimento de
um sinal de inter
rupção do
processo.
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