NORMA PETROECUADOR SHI - 021 CLASIFICACIN ELCTRICA DE REAS Resolucin No.92150 Quito, a 8 de septiembre de 1992 1. OBJETIVO Establecer los requerimientos mnimos para determinar la existencia de reas de riesgo y su extensin, con el fin de permitir una adecuada seleccin y ubicacin del equipo elctrico. 2. ALCANCE EstanormadeberaplicarseentodoelsistemaPETROECUADOR,enlasnuevas instalaciones,enampliacionesomodificacionesqueserealicenenlasinstalaciones existentes;yenaquellasinstalacionesexistentescuyonivelactualderiesgo,resulte incompatibleconlaspolticasyobjetivosdeSeguridadIndustrialestablecidosanivel corporativo. 3. DEFINICIONES 3.1 Rango de inflamabilidad Es la gama de concentraciones, expresada en porcentaje por volumen en aire, en la que un gas o vapor permite la propagacin de la llama en presencia de una fuente de ignicin. Esta gama se encuentra entre los lmites interior (LI) y superior de inflamabilidad (LSI). 3.2. Lmite inferior de inflamabilidad (LIl) Es la concentracin ms baja de un vapor o gas inflamable en aire, expresada en porcentaje por volumen, por debajo de la cual, la mezcla gas - aire, es demasiado pobre para permitir la propagacin de la llama. 3.3. Lmite Superior de Inflamabilidad (LSI) Es la concentracin ms alta de un vapor o gas inflamable en aire, expresada en porcentaje por volumen, por encima de la cual, la mezcla gas - aire, es demasiado rica para permitir la propagacin de la llama. 3.4. Punto de inflamacin Eslatemperaturamnimaalacualunlquidodesprendevaporesenconcentracin suficiente para formar con el aire una mezcla inflamable, cerca de la superficie del lquido. 3.5. Lquidos Inflamables Sonaquelloscuyospuntosdeinflamacinesinferiora37,8C(100F)aunapresin absoluta que no excede de 40 PSI a 37,8C (100F). Los lquidos inflamables se subdividen en la siguiente forma: CLASE I: Son aquellos cuyo punto de inflamacin es menor a 37,8C (100F) CLASEIA:Lquidosconpuntodeinflamacinesmenora22,8C(73F)ypuntode ebullicin menor a 37,8C (100F) CLASEIB:Lquidosconpuntodeinflamacinmenora22,8C(73F)ypuntodeebullicin igual o mayor a 37,8C (100F) CLASEIC:Lquidosconpuntodeinflamacinmayoroiguala22,8C(73F)ymenora 37,8C (100F) 3.6. Lquidos Combustibles: Son aquellos con un punto de inflamacin mayor o igual a 37C (100F) Los lquidos combustibles se subdividen de la siguiente forma: CLASE II: Lquidos con punto de inflamacin mayor o igual a 37,8C (100F) y menor a 60C (140F) CLASEIIIA:Lquidosconpuntodeinflamacinmayoroiguala60C(140F)ymenora 93,3C (200F) CLASE IIIB: Lquidos con punto de inflamacin mayor o igual a 93,3 (200F) 3.7. Temperatura de autoignicin Eslatemperaturarequeridaparainiciarocausarcombustinautosostenidadeunslido, lquido o gas, independientemente de cualquier fuente de calor externa. 3.8. Fuentes de escape Son aquellos equipos que a travs de sellos, empacaduras, filtros, vlvulas, bridas, venteos, etc., producen un punto desde el cual un gas, vapor o lquido inflamable puede ser liberado a la atmsfera. De acuerdo a su frecuencia, los escapes se subdividen de la siguiente manera: Escape Continuo Es aquel cuya duracin supera las 1.000 horas en 10.000 horas de operacin. Escape Frecuente Es aquel cuya duracin est entre 10 y 1.000 horas en 10.000 horas de operacin. Escape Eventual Esaquelcuyaduracinestcomprendidaentre0,1horasy10horasen10.000 horas de operacin. 3.9. Gas o Vapor ms liviano que el Aire nicamente para efectos de esta norma, se considera como gas o vapor ms liviano que el aire, aquel cuya densidad sea inferior al 75% de la densidad del aire. 3.10.Ventilacin Eseldesplazamiento del aire y su reemplazo por masas de aire fresco. Se presentan dos tipos de ventilacin los cuales se describen a continuacin : 3.10.1. Ventilacin Natural Es el desalojo del aire por la accin del viento o por efecto de conveccin. 3.10.2. Ventilacin Artificial Es la causada por purgas de aire o a travs de medios mecnicos. 3.11.Ventilacin Adecuada Es aquella ventilacin natural, artificial o a una combinacin de ambas que permite eliminar lapresenciadeunaatmsferainflamable.Laventilacinseconsideraadecuadacuando mantiene la concentracin mxima de vapores o gases inflamables por debajo del 25% del lmite inferior de inflamabilidad. 3.12. rea Adecuada Ventilada Escualquieredificio,salaoespaciosustancialmenteabiertoylibredeobstruccionesque impidanelpasedeaireverticaluhorizontal.Taleslocalizacionespuedensertechadasy/o cerradas por un lado. Son reas adecuadamente ventiladas: a. Cualquier localizacin exterior. b. Un espacio cerrado totalo parcialmente, provisto con ventilacin mecnica equivalente a la ventilacin natural. 3.13. Espacios Cerrados Cualquier edificio, sala o espacio tridimensional, encerrado en ms de dos tercios (2/3) del reaproyectadaenplanta.Paraunedificiotpico,estorequeriraqueexistanmsdedos tercios (2/3) de las paredes, cielo raso y/o techo. Tambin se considera espacio cerrado, cualquier espacio debajo del nivel del suelo. 3.14. Equipo a Prueba de Explosin Es aquel cuya envoltura es capaz deresistir una explosin interna de una gas o vapor y de impedir la ignicin de una mezcla inflamable que se encuentre en la atmsfera circundante por chispa o llama que provenga de su interior. 3.15. Equipo Intrnsecamente Seguro: Esaquelincapazdeproducir suficiente energa elctrica o trmica al operaren condiciones normalesoanormales,quepuedacausarlaignicindeunamezclainflamableo combustible. Lascondicionesanormalesdebenincluir:daoaccidentaldelcableado,fallade componenteselctricos,sobrevoltaje,operacionesdeajusteymantenimientoyotras condiciones similares. 3.16 Equipo Purgado: Sonaquellossuplidosconairelimpioogasinerte,aunflujoypresinpositiva,suficiente para reducir la concentracin de cualquier gas o vapor inflamable inicialmente presente, a un nivel seguro y mantener este nivel de seguridad por presin positiva, con o sin flujo continuo.3.17. Equipo Presurizado: Esaqueldondesemantieneunapresinsuperioralapresindelreacircundante, para evitar el ingreso de vapores o gases inflamables.3.18. Equipo Hermticarnente Sellado Es aquel donde se previene el acceso de gases o vapores inflamables al interior del equipo mediante sellos. 3.19. Equipo Antideflagrante: Esaquelincapazdeincendiarunamezcladegasovaporinflamabledebidoaarcoso temperatura de su superficie, durante uso normal. 4. CRITERIOS GENERALES 4.1. Mtodo de Clasificacin de reas: Conelpropsitodeseleccionaryubicarequipoelctricoaserusadoenreasdonde puedenexistiratmsferasdegasesovqporesinfla-mables,esnecesariodefinirla clasificacin de las mismas, basndose en los siguientes criterios: a. La naturaleza del producto que escapa a la atr.16sfera, el cual identifica la CLASE. b.Lafrecuenciayextensinconlasquelasmezclasinflamablesestarnpresentes,las cuales definen la DIVISIN. c.Lafacilidadconlacuallamezclainflamablestiendeaincendiarse,alcualdefineei GRUPO. d.Latemperaturadeautoignicindelmaterialpresenteenelreas,lacualespecificala temperatura externa mxima de operacin de un equipo elctrico. 4.1.1 Determinacin de reas Paradefinirlasreas,esnecesariorecolectartodalainformacinbsicaacercadela instalacin. Debe incluir; Diagramas de flujo del proceso. Diagrama de tubera e instrumentacin. Planos de ubicacin de instrumentos incluyendo vlvulas de alivio y ventea. Listadeproductosquesemanejanconsuscaractersticasfsico- qumicas: puntos de inflamacin, ebullicin, etc. Plano de planta (Plot Plant) con todos los equipos, drenajes y venteos a la atmsfera. 4.1.2 Clase De acuerdo con el Cdigo Nacional Elctrico Norteamericano (NEC) las reas peligrosas se consideran divididas en las 3 clases siguientes: ClaseI,aquellasreasdondehayopuedehabergasesovaporesencantidadsuficiente para producir mezclas inflamables. Clase II, reas en los que estn presentes polvos combustibles. ClaseIII,reasenlosqueestnpresentesfibrasomaterialesqueflotenenelaireyque sonfcilmenteinflamables;peroenlasquenoesprobablequeseencuentrenen suspensin en el aire en cantidad suficiente para producir mezclas inflamables. 4.1.3. Divisin Ladivisinindicaelnivelderiesgoexistenteenelreaaclasificar.Cuandoseevalala divisin, es necesario tomar en cuenta el nivel de ventilacin del rea bajo estudio. Se contemplan dos tipos de divisiones : 4.1.3.1. Divisin 1 Se considera como Divisin 1, aquellas reas donde: . a.Bajocondicionesnormalesdeoperacin,odebidoalaboresfrecuentesdereparaciny mantenimiento, existen fugas de gases o vapores en concentraciones inflamables. b. Debido a rotura o funcionamiento anormal del equipo de proceso, puedan liberarse gases o vapores en concentraciones inflamables y simultneamente pueda ocurrir una falla en el equipo elctrico. En general bajo las condiciones de operacin establecidas previamente, tanto el escape continuo como el frecuente, clasifican un rea como Divisin 1. 4.1.3.2. Divisin 2 Se considera como Divisin 2 aquellas reas donde: a.Semanejan,procesanoalmacenanproductosinflamablesperoenlaquenormalmente noexistenconcentracionespeligrosas,yaquetalesproductosseencuentranen recipientes o sistemas cerrados de los cuales solo pueden escapar en caso de rotura o funcionamiento anormal de los equipos de proceso. b. Las concentraciones inflamables de gases o vapores son impedidas mediante sistemas de ventilacin positiva y por lo tanto, nicamente la falla de dichos sistemas de ventilacin pueden dar lugar a la presencia de una atmsfera inflamable. c.ContiguasalugaresClaseI,Divisin1alasquepuedanllegarocasionalmente concentracionesinflamablesdegasesovapores,amenosquetalcomunicacinsea evitadaporsistemasdeventilacinadecuadosysehayanprevistodispositivospara evitar la falla de dichos sistemas. Engeneral,bajolascondicionesdeoperacinestablecidaspreviamente,unescape eventual clasifica un rea como Divisin 2. 4.1.3.3. rea no Clasificada Se consideran como rea no Clasificada aquellos espacios: a. Adecuadamenteventiladosdondelosmaterialesestncontenidosensistemas cerrados de tuberas, adecuados y bien mantenidos. b. Inadecuadamenteventilados,siemprequeelsistemadetuberasnocontengan vlvulas, accesorios, bridas o artefactos similares. c. Donde los materiales combustibles son manejados en recipientes adecuados. d. Querodeanfuentespermanentesdeignicinosuperficiescalientestalescomo: calderas,hornos,teas,etc.,dadoquestosproveenlaenergasuficientepara incendiarunamezcladegasesovaporesinflamables.Enelcasodefuentesde ignicinintermitentes,laclasificacindelreadependerdelanlisisindividualde cada situacin. 4.1.4. Grupo Lascaractersticasdeexplosividaddelasmezclasinflamablesdegasesyvapores,viran dependiendodeltipodematerial.AslaClaseIsedivideenlosgruposA,B,CYD, dependiendodelamximaintensidad de explosin y de la mnima temperatura de ignicin de la mezcla considerada. TambinseconsideracomofactorimportanteparaclasificarunmaterialenunGrupo determinado, facilidad de atenuacin de una explosin en un espacio cerrado, con el finde que no inicie una explosin en cualquier mezcla inflamable circundante. 4.2. Reduccin de riesgos: Dadas sus caractersticas, el grupo elctrico representa una fuente de ignicin, por lo tanto esindispensablelareduccinmximaderiesgosquepuedelograrseatravsdela combinacin de los siguientes aspectos: a.Reduccin de la magnitud de escapes b.Reduccin de la frecuencia de escapes c.Provisin de adecuados niveles de ventilacin, purga y presurizacin Losdosprimerossealcanzanatravsdelaaplicacindebuenasprcticasdediseo, construccin,operacinymantenimiento.Encuantoalniveldeventilacin,puedevariarla clasificacin elctrica de una rea, ya que si la ventilacin es adecuada, impide o minimiza la posibilidad de formacin de mezclas inflamables. 4.3. Criterios para definir la extensin de las reas clasificadas como Divisin 1 o Divisin 2, se requiere hacer una cuidadosa evaluacin de los siguientes factores: a.El material combustible o inflamable b.La densidad de vapor de dicho material c.Temperatura material d.Presin de proceso o almacenamiento e.Tamao de la fuga f.Ventilacin El volumen de lquido o vapor escapado es de extrema importancia en la determinacin de la extensin de una rea clasificada y es por lo tanto, el factor que requiere del mejor criterio de ingeniera sin perder de vista el propsito final, como es la instalacin de equipo elctrico. Alrealizarlaclasificacin,sedebetenerencuentaqueunaunidadoperativapuedetener unagrancantidaddefuentesdeescapedeproductosinflamables,lascualesdebenser analizadasindividualmente.Noobstantesepuedenpresentarcasosenloscualesla clasificacinindividualdetalesfuentesnoseafactible,encuyocaso,launidadoperativa enterapodrserclasificadacomonicafuentedeescape,despusdeunexhaustivo anlisis de la extensin e interaccin' de las diferentes, fuentes de escape. Paradecidirentreusarunesquemadeclasificacinglobaldelaplantaounaclasificacin por equipo individual, se debe tomar en consideracin el volumen, tasa de flujo y presin de los equipos de proceso. El cuidadoso anlisis de estos factores permite juzgar mejor cada situacinparticular;aselvolumenescapado,distanciaalcanzadayreadedispersinde unafuenteparticular,seincrementanproporcionalmenteconelinventario,tasadeflujoy presin del equipo de proceso.Losmismoscriteriosmencionadosanteriormente,debenserusadosparadecidirextender lasreasclasificadascomoDivisin2.Engeneral,sedebehacer una extensin adicional de un rea clasificada como Divisin 2. Cuando una o ms de las variables contenidas en la Tabla1,estnenelrangodemagnitudALTO.EstareaDivisin2adicional,debetener una extensin horizontal igual a la del rea Divisin 2 que la origina y una altura de 0,6 m. TABLA No. 1 Magnitudesrelativasdetuberayequipodeprocesoquemanejanlquidosogases inflamables MAGNITUD VARIABLEUNIDADESBAJO MODERADOALTO PRESION (P)PSI< 100100 500 VOLUMEN (V)GAL< 50005.000 25.000 TASADE FLUJOGPM< 100100 500 4.4. Planos de Clasificacin de reas Unavezdecididalaclasificacindeunainstalacin,sedeberelaboralosplanosde clasificacinendondeserepresente,promediodeloscdigos,laclasificacindadaalas diferentesreas.Paraello,sedebecontarconplanosdeplantaactualizadosdela instalacin, mostrandotodos los equipos existentes, tanto en planta como en elevacin. La escala de los planos debe ser tal que permita una clara visualizacin de todos los equipos y accesorios.Losplanosdeclasificacindereasdebenseractualizadoscadavezquese produzca una modificacin de la instalacin, bien sea que sta afecte a equipos o procesos en s. 4.5. Consideraciones sobre Equipos Elctricos La seleccin apropiada de los equipos elctricos depende directamente del rea clasificada. Estosequiposdebern estar aprobados no solo para la clasificacin del rea, sino tambin paralamximatemperaturadeoperacinalacualseencuentranlassuperficies descubiertasdelequipo,lacualenningncasodebesersuperioralatemperaturade ignicindelgasovaporinflamableconelmenorpuntodeautoignicinpresenteenla atmsfera. Para la seleccin del equipo elctrico, se tendrn en cuenta los siguientes aspectos: Equipo elctricos a prueba de explosin, intrnsecamente seguros, presurizados y purgados, son adecuados para ser instalados en reas clasificadas como Divisin 1. ElequipoelctricoquehasidoaprobadoparaunalocalizacinDivisin1,puedeser permitidoenunalocalizacinDivisin2delamismaClaseyGrupo.Tambinsepodrn instalar en reas Divisin 2, equipos hermticamente sellados y del tipo antideflagrante. ElequipoelctricodeusogeneralpuedeserinstaladoenunreaDivisin2,siemprey cuando no constituya una fuente de ignicin en condiciones normales de operacin.APNDICE Z Z.1. BASES DE ESTUDIO NORMA NORVEN 603.72"Recomendacionesparaclasificarlasreasdestinadasainstalacioneselctricasen instalaciones de produccin petrolera" NORMA NORVEN 559.71"Recomendacionesparaclasificarlasreaseinstalacioneselctricasenlossistemase instalaciones para transportar petrleo y gas" NORMA NORVEN 548P.71"Recomendaciones para clasificar instalaciones elctricas en refineras de petrleo" NORMA AVII - 28 - 29"ClasificacindereasPeligrosasySolucindeEquipoElctricoenInstalacionesde Produccin de Hidrocarburos y de Refinacin Petroqumica" NORMA API - RP 500 A "Classification of location for electrical installations in petroleum Refineries" NORMA API - RP 500 8"Clasification of locations for electrical installations at Drilling Rings and Productions Facilities on land and on Marine Fixed and Mobile Plataforms" NORMA API - RP 500 C"Clasification of locations for electrical installations at Pipeline Traportationfacilities" NORMA API - RP 540"Electrical installations in Petroleum Processing Plants" NORMA NFPA 30"Flammable and Combustible Liquids Cade" NORMA NFPA 70 "National Electrical Code" NORMA NFPA 493MlntrinsicallySafeApparatusandassociate...ApparatusforUseinclass1,11and111. Division 1 Hazardous Locations" NORMA NFPA 496"PurgedandPresst'rizedEnclosuresforElectricalEquipmentHazardous(Classified) Locations": NORMA NFPA 497 A '.ClassificationofClass1Hazardous(Classified)IocationsforBecbicallnstal-lationsin Chemical Process Areas". NORMA NFPA 497 M"ManualforClassiflcationsofGases,VaporsandDustsforElectricalEquip-mentin Hazardous (Classified) Locations".