nr-13 treinamento de segurança na operação de caldeiras · nome do arquivo 20141127 nr13...
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NR-13 Treinamento de Segurança
na Operação de Caldeiras
NR 13 - Treinamento de Segurança
na Operação de Caldeiras
Macaé, RJ
ÍNDICE
ANEXOS .................................................................................................. 10
1. NOÇÕES DE GRANDEZAS E UNIDADES ................................................. 57
1.1. PRESSÃO ........................................................................... 57
1.1.1. PRESSÃO ATMOSFÉRICA .......................................................... 58
1.1.2. PRESSÃO INTERNA DE UM VASO ............................................... 61
1.1.3. PRESSÃO MANOMÉTRICA, PRESSÃO RELATIVA E PRESSÃO
ABSOLUTA 61
1.1.4. UNIDADES DE PRESSÃO ........................................................... 64
1.2. CALOR E TEMPERATURA ....................................................... 65
1.2.1. NOÇÕES GERAIS: O QUE É CALOR, O QUE É TEMPERATURA ......... 65
1.2.2. MODOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR ..................................... 68
1.2.3. CALOR ESPECÍFICO E CALOR SENSÍVEL ..................................... 72
1.2.4. TRANSFERÊNCIA DE CALOR À TEMPERATURA CONSTANTE ........... 75
1.2.5. VAPOR SATURADO E VAPOR SUPERAQUECIDO ............................ 75
2. CALDEIRAS - CONDIÇÕES GERAIS ....................................................... 77
2.1. TIPOS DE CALDEIRAS E SUAS UTILIZAÇÕES .......................... 78
2.1.1. CALDEIRAS FLAMOTUBULARES ................................................. 78
2.1.2. CALDEIRAS AQUATUBULARES ................................................... 79
2.1.3. CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS ..................................... 80
2.1.4. CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS .................................... 80
2.1.5. CALDEIRAS A GÁS ................................................................... 80
2.1.6. CALDEIRAS DE RECUPERAÇÃO .................................................. 81
2.1.7. CALDEIRAS ELÉTRICAS ............................................................ 81
2.2. PARTES DE UMA CALDEIRA .................................................. 81
2.2.1. PARTES DE UMA CALDEIRA FLAMOTUBULARES ........................... 81
2.2.2. PARTES DE UMA CALDEIRA AQUATUBULAR ................................ 83
2.3. INSTRUMENTOS E DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE CALDEIRA 87
2.3.1. DISPOSITIVO DE ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO .................................. 87
2.3.2. INDICADORES DE NÍVEL .......................................................... 89
2.3.3. SISTEMA DE CONTROLE DE NÍVEL ............................................. 92
2.3.4. INDICADORES DE PRESSÃO ..................................................... 92
2.3.5. ACESSÓRIOS PARA MANÔMETROS ............................................ 94
2.3.6. DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA ................................................ 98
2.3.7. DISPOSITIVOS AUXILIARES .....................................................101
2.3.8. TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E ACESSÓRIOS. .................................102
2.3.9. TIRAGEM DE FUMAÇA .............................................................106
3. OPERAÇÃO DE CALDEIRAS .................................................................109
3.1. PARTIDA E PARADA ........................................................... 109
3.2. REGULAGEM E CONTROLE .................................................. 113
3.2.1. TEMPERATURA .......................................................................113
3.2.2. PRESSÃO NA FORNALHA .........................................................115
3.2.3. CONTROLE DE NÍVEL DE ÁGUA ................................................116
3.2.4. CONTROLE DE POLUENTES ......................................................117
3.3. FALHAS DE OPERAÇÃO, CAUSAS E PROVIDÊNCIAS ............... 120
3.4. ROTEIRO DE VISTORIA DIÁRIA ........................................... 121
3.5. OPERAÇÃO DE UM SISTEMA DE VÁRIAS CALDEIRAS .............. 123
3.6. PROCEDIMENTO EM SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA ................. 124
4. TRATAMENTO DE ÁGUA E MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS ........................125
4.1. IMPUREZAS DA ÁGUA E SUAS CONSEQUÊNCIAS .................. 125
4.2. TRATAMENTO DE ÁGUA DE CALDEIRAS ................................ 129
4.3. MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS ............................................. 134
5. PREVENÇÃO CONTRA EXPLOSÕES E OUTROS RISCOS ...........................137
5.1. RISCOS DE EXPLOSÃO ....................................................... 137
5.2. OUTROS RISCOS DE ACIDENTES E RISCOS À SAÚDE ............ 161
6. LEGISLAÇÃO E NORMALIZAÇÃO ..........................................................164
6.1. NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS ....................................... 164
6.2. REGULAMENTAÇÕES DO MINISTÉRIO DO TRABALHO ............. 165
6.3. RESUMO DAS NR´S .......................................................... 167
6.4. A NORMA NR-13 – CALDEIRAS ............................................ 178
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ....................................................................189
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
Nome do Arquivo 20141127 NR13 Caldeiras Apostila - PT - REV01.doc
REGRAS
REGRAS FALCK
Respeite todos os sinais de advertência, avisos de segurança e instruções;
Roupas soltas, joias, piercings etc. não devem ser usados durante os
exercícios práticos;
Não é permitido o uso de camiseta sem manga, “shorts” ou minissaias,
sendo obrigatório o uso de calças compridas e de calçados fechados;
Terão prioridade de acessar o refeitório instrutores e assistentes;
Não transite pelas áreas de treinamento sem prévia autorização. Use o EPI
nas áreas recomendadas;
Os treinandos são responsáveis por seus valores. Armários com cadeado e
chaves estão disponíveis e será avisado quando devem ser usados. A Falck
Safety Services não se responsabiliza por quaisquer perdas ou danos;
O fumo é prejudicial à saúde. Só é permitido fumar em áreas previamente
demarcadas;
Indivíduos considerados sob efeito do consumo de álcool ou drogas ilícitas
serão desligados do treinamento e reencaminhados ao seu empregador;
Durante as instruções telefones celulares devem ser desligados;
Aconselha-se que as mulheres não façam o uso de sapato de salto fino;
Não são permitidas brincadeiras inconvenientes, empurrões, discussões e
discriminação de qualquer natureza;
Os treinandos devem seguir instruções dos funcionários da Falck durante
todo o tempo;
É responsabilidade de todo treinando assegurar a segurança do
treinamento dentro das melhores condições possíveis. Condições ou atos
inseguros devem ser informados imediatamente aos instrutores;
Fotografias, filmagens ou qualquer imagem de propriedade da empresa,
somente poderá ser obtida com prévia autorização;
Gestantes não poderão realizar os treinamentos devido aos exercícios
práticos;
Se, por motivo de força maior, for necessário ausentar-se durante o
período de treinamento, solicite o formulário específico para autorização de
saída. Seu período de ausência será informado ao seu empregador e se
extrapolar o limite de 10% da carga horária da Disciplina, será motivo para
desligamento;
A Falck Safety Services garante a segurança do transporte dos treinandos
durante a permanência na Empresa em veículos por ela designados, não
podendo ser responsabilizada em caso de transporte em veículo particular;
Os Certificados/Carteiras serão entregues à Empresa contratante. A
entrega ao portador somente mediante prévia autorização da Empresa
contratante. Alunos particulares deverão aguardar o resultado das Avaliações e,
quando aprovados, receber a Carteira do Treinamento;
Pessoas que agirem em desacordo com essas regras ou que
intencionalmente subtraírem ou danificarem equipamentos serão
responsabilizadas e tomadas as providências que o caso venha a exigir.
DIRETRIZES GERAIS DO CURSO
Quanto à Estruturação do Curso
O candidato, no ato da matrícula, deverá apresentar à instituição que vai
ministrar o curso, cópia e o original (para verificação) ou cópia autenticada dos
seguintes comprovantes:
Ter mais de dezoito (18) anos, no dia da matrícula;
Ter concluído o ensino fundamental;
Atestado de boas condições de saúde física e mental;
Quanto à Frequência às Aulas
O aluno deverá obter o mínimo de 90% de freqüência no total das aulas
ministradas no curso.
Para efeito das alíneas descritas acima, será considerada falta: o não
comparecimento às aulas, o atraso superior a 10 minutos em relação ao início
de qualquer atividade programada ou a saída não autorizada durante o seu
desenvolvimento.
Quanto à Aprovação no Curso
Será considerado aprovado o aluno que:
Obtiver nota igual ou superior a 6,0 (seis) em uma escala de 0 a
10 (zero a dez) na avaliação teórica e alcançar o conceito
satisfatório nas atividades práticas.
Tiver a freqüência mínima exigida (90%).
Caso o aluno não cumpra as condições descritas nas alíneas acima, será
considerado reprovado.
CERTIFICAÇÃO
A certificação deste curso está em acordo com a NR-13 pela Portária SIT
n.º 594, de 28 de abril 2014, altera a Norma Regulamentadora n.º 13 –
Caldeiras e Vasos de Pressão. Que estabelece requisitos mínimos para gestão da
integridade estrutural de caldeiras a vapor, vasos de pressão e suas tubulações
de interligação nos aspectos relacionados à instalação, inspeção, operação e
manutenção, visando à segurança e à saúde dos trabalhadores.
RESOLUÇÕES DA NR-13
Operações de unidades que possuam caldeiras, item 13.1.1.
Pré-requisitos mínimos para treinamento, item A1. 2.
Obrigatoriedade do "Treinamento de Segurança na Operação de
Unidades de Processo”, item A1. 1.
Cumprimento de estágio prático supervisionado, item A 1.5.
Reciclagem dos trabalhadores, item A 1.6.
OBJETIVO
Fornecer conhecimentos ao aluno a fim de permitir que ele/ela identifique
e siga as instruções da regulamentação de segurança NR-13, para obter
conhecimentos sobre os requisitos da norma visando à adequação ao
"Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo”, bem como,
das suas últimas atualizações.
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ANEXOS
NR-13 CALDEIRAS, VASOS DE PRESSÃO E TUBULAÇÕES
Publicação D.O.U.
Portaria GM n.º 3.214, de 08 de junho de 1978 06/07/78
Alterações/Atualizações D.O.U.
Portaria SSMT n.º 12, de 06 de junho de 1983 14/06/83
Portaria SSMT n.º 02, de 08 de maio de 1984 07/06/84
Portaria SSST n.º 23, de 27 de dezembro de 1994 Rep.: 26/04/95
Portaria SIT n.º 57, de 19 de junho de 2008 24/06/08
Portaria MTE n.º 594, de 28 de abril de 2014 30/04/14
(Redação dada pela Portaria MTE n.º 594, de 28 de abril de 2014).
SUMÁRIO:
13.1. Introdução
13.2. Abrangência
13.3. Disposições Gerais
13.4. Caldeiras
13.5. Vasos de Pressão
13.6. Tubulações
13.7. Glossário
Anexo I - Capacitação de Pessoal.
Anexo II - Requisitos para Certificação de Serviço Próprio de Inspeção de
Equipamentos.
13.1 Introdução
13.1.1 Esta Norma Regulamentadora - NR estabelece requisitos mínimos
para gestão da integridade estrutural de caldeiras a vapor, vasos de pressão e
suas tubulações de interligação nos aspectos relacionados à instalação,
inspeção, operação e manutenção, visando à segurança e à saúde dos
trabalhadores.
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13.1.2 O empregador é o responsável pela adoção das medidas
determinadas nesta NR.
13.2 Abrangência
13.2.1 Esta NR deve ser aplicada aos seguintes equipamentos:
a) todos os equipamentos enquadrados como caldeiras conforme item
13.4.1.1;
b) vasos de pressão cujo produto P.V seja superior a 8 (oito), onde P é
a pressão máxima de operação em kPa e V o seu volume interno em
m3;
c) vasos de pressão que contenham fluido da classe A, especificados no
item 13.5.1.2, alínea “a)”, independente das dimensões e do
produto P.V;
d) recipientes móveis com P.V superior a 8 (oito) ou com fluido da
classe A, especificados no item 13.5.1.2, alínea “a)”;
e) tubulações ou sistemas de tubulação interligados a caldeiras ou
vasos de pressão, que contenham fluidos de classe A ou B conforme
item 13.5.1.2, alínea “a)” desta NR.
13.2.2 Os equipamentos abaixo referenciados devem ser submetidos às
inspeções previstas em códigos e normas nacionais ou internacionais a eles
relacionados, ficando dispensados do cumprimento dos demais requisitos desta
NR:
a) recipientes transportáveis, vasos de pressão destinados ao
transporte de produtos, reservatórios portáteis de fluido comprimido
e extintores de incêndio;
b) vasos de pressão destinados à ocupação humana;
c) vasos de pressão que façam parte integrante de pacote de máquinas
de fluido rotativas ou alternativas;
d) dutos;
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e) fornos e serpentinas para troca térmica;
f) tanques e recipientes para armazenamento e estocagem de fluidos
não enquadrados em normas e códigos de projeto relativos a vasos
de pressão;
g) vasos de pressão com diâmetro interno inferior a 150 mm (cento e
cinquenta milímetros) para fluidos das classes B, C e D, conforme
especificado no item 13.5.1.2, alínea “a)”;
h) trocadores de calor por placas corrugadas gaxetadas;
i) geradores de vapor não enquadrados em códigos de vasos de
pressão;
j) tubos de sistemas de instrumentação com diâmetro nominal ≤ 12,7
mm (doze milímetros e sete décimos);
k) tubulações de redes públicas de tratamento e distribuição de água e
gás e de coleta de esgoto.
13.3 Disposições Gerais
13.3.1 Constitui condição de risco grave e iminente - RGI o não
cumprimento de qualquer item previsto nesta NR que possa causar acidente ou
doença relacionada ao trabalho, com lesão grave à integridade física do
trabalhador, especialmente:
a) operação de equipamentos abrangidos por esta NR sem dispositivos
de segurança ajustados com pressão de abertura igual ou inferior a
pressão máxima de trabalho admissível - PMTA, instalado
diretamente no vaso ou no sistema que o inclui, considerados os
requisitos do código de projeto relativos a aberturas escalonadas e
tolerâncias de calibração;
b) atraso na inspeção de segurança periódica de caldeiras;
c) bloqueio inadvertido de dispositivos de segurança de caldeiras e
vasos de pressão, ou seu bloqueio intencional sem a devida
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justificativa técnica baseada em códigos, normas ou procedimentos
formais de operação do equipamento;
d) ausência de dispositivo operacional de controle do nível de água de
caldeira;
e) operação de equipamento enquadrado nesta NR com deterioração
atestada por meio de recomendação de sua retirada de operação
constante de parecer conclusivo em relatório de inspeção de
segurança, de acordo com seu respectivo código de projeto ou de
adequação ao uso;
f) operação de caldeira por trabalhador que não atenda aos requisitos
estabelecidos no Anexo I desta NR, ou que não esteja sob
supervisão, acompanhamento ou assistência específica de operador
qualificado.
13.3.1.1 Por motivo de força maior e com justificativa formal do
empregador, acompanhada por análise técnica e respectivas medidas de
contingência para mitigação dos riscos, elaborada por Profissional Habilitado -
PH ou por grupo multidisciplinar por ele coordenado, pode ocorrer postergação
de até 6 (seis) meses do prazo previsto para a inspeção de segurança periódica
da caldeira.
13.3.1.1.1 O empregador deve comunicar ao sindicato dos trabalhadores
da categoria predominante no estabelecimento a justificativa formal para
postergação da inspeção de segurança periódica da caldeira.
13.3.2 Para efeito desta NR, considera-se Profissional Habilitado - PH
aquele que tem competência legal para o exercício da profissão de engenheiro
nas atividades referentes a projeto de construção, acompanhamento da
operação e da manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras,
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vasos de pressão e tubulações, em conformidade com a regulamentação
profissional vigente no País.
13.3.3 Todos os reparos ou alterações em equipamentos abrangidos por
esta NR devem respeitar os respectivos códigos de projeto e pós-construção e
as prescrições do fabricante no que se refere a:
a) materiais;
b) procedimentos de execução;
c) procedimentos de controle de qualidade;
d) qualificação e certificação de pessoal.
13.3.4 Quando não for conhecido o código de projeto, deve ser respeitada
a concepção original do vaso de pressão, caldeira ou tubulação, empregando-se
os procedimentos de controle prescritos pelos códigos pertinentes.
13.3.5 A critério do PH podem ser utilizadas tecnologias de cálculo ou
procedimentos mais avançados, em substituição aos previstos pelos códigos de
projeto.
13.3.6 Projetos de alteração ou reparo - PAR devem ser concebidos
previamente nas seguintes situações:
a) sempre que as condições de projeto forem modificadas;
b) sempre que forem realizados reparos que possam comprometer a
segurança.
13.3.7 O PAR deve:
a) ser concebido ou aprovado por PH;
b) determinar materiais, procedimentos de execução, controle de
qualidade e qualificação de pessoal;
c) ser divulgado para os empregados do estabelecimento que estão
envolvidos com o equipamento.
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13.3.8 Todas as intervenções que exijam mandrilamento ou soldagem em
partes que operem sob pressão devem ser objeto de exames ou testes para
controle da qualidade com parâmetros definidos pelo PH, de acordo com normas
ou códigos aplicáveis.
13.3.9 Os sistemas de controle e segurança das caldeiras e dos vasos de
pressão devem ser submetidos à manutenção preventiva ou preditiva.
13.3.10 O empregador deve garantir que os exames e testes em
caldeiras, vasos de pressão e tubulações sejam executados em condições de
segurança para seus executantes e demais trabalhadores envolvidos.
13.3.11 O empregador deve comunicar ao órgão regional do Ministério do
Trabalho e Emprego e ao sindicato da categoria profissional predominante no
estabelecimento a ocorrência de vazamento, incêndio ou explosão envolvendo
equipamentos abrangidos nesta NR que tenha como consequência uma das
situações a seguir:
a) morte de trabalhador (es);
b) acidentes que implicaram em necessidade de internação hospitalar
de trabalhador (es);
c) eventos de grande proporção.
13.3.11.1 A comunicação deve ser encaminhada até o segundo dia útil
após a ocorrência e deve conter:
a) razão social do empregador, endereço, local, data e hora da
ocorrência;
b) descrição da ocorrência;
c) nome e função da (s) vítima(s);
d) procedimentos de investigação adotados;
e) cópia do último relatório de inspeção de segurança do equipamento
envolvido;
f) cópia da comunicação de acidente de trabalho (CAT).
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13.3.11.2 Na ocorrência de acidentes previstos no item 13.3.11, o
empregador deve comunicar a representação sindical dos trabalhadores
predominante do estabelecimento para compor uma comissão de investigação.
13.3.11.3 Os trabalhadores, com base em sua capacitação e experiência,
devem interromper suas tarefas, exercendo o direito de recusa, sempre que
constatarem evidências de riscos graves e iminentes para sua segurança e
saúde ou de outras pessoas, comunicando imediatamente o fato a seu superior
hierárquico.
13.3.11.3.1 É dever do empregador:
a) assegurar aos trabalhadores o direito de interromper suas
atividades, exercendo o direito de recusa nas situações previstas no
item 13.3.11.3, e em consonância com o item 9.6.3 da Norma
Regulamentadora 9;
b) diligenciar de imediato as medidas cabíveis para o controle dos
riscos.
13.3.11.4 O empregador deverá apresentar, quando exigida pela
autoridade competente do órgão regional do Ministério do Trabalho e Emprego,
a documentação mencionada nos itens 13.4.1.6, 13.5.1.6 e 13.6.1.4.
13.4 Caldeiras
13.4.1 Caldeiras a vapor - disposições gerais
13.4.1.1 Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e
acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de
energia, projetados conforme códigos pertinentes, excetuando-se refervedores e
similares.
13.4.1.2 Para os propósitos desta NR, as caldeiras são classificadas em 3
(três) categorias, conforme segue:
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a) caldeiras da categoria A são aquelas cuja pressão de operação é
igual ou superior a 1960 kPa (19,98 kgf/cm2);
b) caldeiras da categoria C são aquelas cuja pressão de operação é
igual ou inferior a 588 kPa (5,99 kgf/cm2) e o volume interno é
igual ou inferior a 100 l (cem litros);
c) caldeiras da categoria B são todas as caldeiras que não se
enquadram nas categorias anteriores.
13.4.1.3 As caldeiras devem ser dotadas dos seguintes itens:
a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor
igual ou inferior a PMTA, considerados os requisitos do código de
projeto relativos a aberturas escalonadas e tolerâncias de
calibração;
b) instrumento que indique a pressão do vapor acumulado;
c) injetor ou sistema de alimentação de água independente do principal
que evite o superaquecimento por alimentação deficiente, acima das
temperaturas de projeto, de caldeiras de combustível sólido não
atomizado ou com queima em suspensão;
d) sistema dedicado de drenagem rápida de água em caldeiras de
recuperação de álcalis, com ações automáticas após acionamento
pelo operador;
e) sistema automático de controle do nível de água com
intertravamento que evite o superaquecimento por alimentação
deficiente.
13.4.1.4 Toda caldeira deve ter afixada em seu corpo, em local de fácil
acesso e bem visível, placa de identificação indelével com, no mínimo, as
seguintes informações:
a) nome do fabricante;
b) número de ordem dado pelo fabricante da caldeira;
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c) ano de fabricação;
d) pressão máxima de trabalho admissível;
e) pressão de teste hidrostático de fabricação;
f) capacidade de produção de vapor;
g) área de superfície de aquecimento;
h) código de projeto e ano de edição.
13.4.1.5 Além da placa de identificação, deve constar, em local visível, a
categoria da caldeira, conforme definida no item 13.4.1.2 desta NR, e seu
número ou código de identificação.
13.4.1.6 Toda caldeira deve possuir, no estabelecimento onde estiver
instalada, a seguinte documentação devidamente atualizada:
a) Prontuário da caldeira, fornecido por seu fabricante, contendo as
seguintes informações:
Código de projeto e ano de edição;
Especificação dos materiais;
Procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final;
Metodologia para estabelecimento da PMTA;
Registros da execução do teste hidrostático de fabricação;
Conjunto de desenhos e demais dados necessários para o
monitoramento da vida útil da caldeira;
Características funcionais;
Dados dos dispositivos de segurança;
Ano de fabricação;
Categoria da caldeira;
b) Registro de Segurança, em conformidade com o item 13.4.1.9;
c) Projeto de Instalação, em conformidade com o item 13.4.2.1;
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d) PAR, em conformidade com os itens 13.3.6 e 13.3.7;
e) Relatórios de inspeção, em conformidade com o item 13.4.4.14;
f) Certificados de calibração dos dispositivos de segurança.
13.4.1.7 Quando inexistente ou extraviado, o prontuário da caldeira deve
ser reconstituído pelo empregador, com responsabilidade técnica do fabricante
ou de PH, sendo imprescindível a reconstituição das características funcionais,
dos dados dos dispositivos de segurança e memória de cálculo da PMTA.
13.4.1.8 Quando a caldeira for vendida ou transferida de
estabelecimento, os documentos mencionados nas alíneas “a” “a”, “d”, e “e” do
item 13.4.1.6 devem acompanhá-la.
13.4.1.9 O Registro de Segurança deve ser constituído por livro de
páginas numeradas, pastas ou sistema informatizado com confiabilidade
equivalente onde serão registradas:
a) todas as ocorrências importantes capazes de influir nas condições de
segurança da caldeira;
b) as ocorrências de inspeções de segurança inicial, periódica e
extraordinária, devendo constar a condição operacional da caldeira,
o nome legível e assinatura de PH e do operador de caldeira
presente na ocasião da inspeção.
13.4.1.10 Caso a caldeira venha a ser considerado inadequado para uso,
o Registro de Segurança deve conter tal informação e receber encerramento
formal.
13.4.1.11 A documentação referida no item 13.4.1.6 deve estar sempre à
disposição para consulta dos operadores, do pessoal de manutenção, de
inspeção e das representações dos trabalhadores e do empregador na Comissão
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Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA, devendo o empregador assegurar
pleno acesso a essa documentação.
13.4.2 Instalação de caldeiras a vapor
13.4.2.1 A autoria do projeto de instalação de caldeiras a vapor, no que
concerne ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de PH, e deve
obedecer aos aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas
Normas Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis.
13.4.2.2 As caldeiras de qualquer estabelecimento devem ser instaladas
em casa de caldeiras ou em local específico para tal fim, denominado área de
caldeiras.
13.4.2.3 Quando a caldeira for instalada em ambiente aberto, a área de
caldeiras deve satisfazer aos seguintes requisitos:
a) estar afastada de, no mínimo, 3,0 m (três metros) de:
Outras instalações do estabelecimento;
De depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para
partida com até 2000 l (dois mil litros) de capacidade;
Do limite de propriedade de terceiros;
Do limite com as vias públicas;
b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente
desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções distintas;
c) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à
manutenção da caldeira, sendo que, para guarda-corpos vazados, os
vãos devem ter dimensões que impeçam a queda de pessoas;
d) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material
particulado, provenientes da combustão, para fora da área de
operação atendendo às normas ambientais vigentes;
e) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes;
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f) ter sistema de iluminação de emergência caso opere à noite.
13.4.2.4 Quando a caldeira estiver instalada em ambiente fechado, a
casa de caldeiras deve satisfazer os seguintes requisitos:
a) constituir prédio separado, construído de material resistente ao fogo,
podendo ter apenas uma parede adjacente a outras instalações do
estabelecimento, porém com as outras paredes afastadas de, no
mínimo, 3,0 m (três metros) de outras instalações, do limite de
propriedade de terceiros, do limite com as vias públicas e de
depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para partida
com até 2000 l (dois mil litros) de capacidade;
b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente
desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções distintas;
c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não
possam ser bloqueadas;
d) dispor de sensor para detecção de vazamento de gás quando se
tratar de caldeira a combustível gasoso;
e) não ser utilizada para qualquer outra finalidade;
f) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à
manutenção da caldeira, sendo que, para guarda-corpos vazados, os
vãos devem ter dimensões que impeçam a queda de pessoas;
g) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material
particulado, provenientes da combustão, para fora da área de
operação, atendendo às normas ambientais vigentes;
h) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes e ter sistema
de iluminação de emergência.
13.4.2.5 Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto nos
itens 13.4.2.3 e 13.4.2.4, deve ser elaborado projeto alternativo de instalação,
com medidas complementares de segurança, que permitam a atenuação dos
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 22
riscos, comunicando previamente a representação sindical dos trabalhadores
predominante no estabelecimento.
13.4.2.6 As caldeiras classificadas na categoria A devem possuir painel de
instrumentos instalados em sala de controle, construída segundo o que
estabelecem as Normas Regulamentadoras aplicáveis.
13.4.3 Segurança na operação de caldeiras
13.4.3.1 Toda caldeira deve possuir manual de operação atualizado, em
língua portuguesa, em local de fácil acesso aos operadores, contendo no
mínimo:
a) procedimentos de partidas e paradas;
b) procedimentos e parâmetros operacionais de rotina;
c) procedimentos para situações de emergência;
d) procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio
ambiente.
13.4.3.2 Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos
calibrados e em boas condições operacionais.
13.4.3.2.1 Poderá ocorrer a neutralização provisória nos instrumentos e
controles, desde que não seja reduzida a segurança operacional, e que esteja
prevista nos procedimentos formais de operação e manutenção, ou com
justificativa formalmente documentada, com prévia análise técnica e respectivas
medidas de contingência para mitigação dos riscos elaborada pelo responsável
técnico do processo, com anuência do PH.
13.4.3.3 A qualidade da água deve ser controlada e tratamentos devem
ser implementados, quando necessários, para compatibilizar suas propriedades
físico-químicas com os parâmetros de operação da caldeira, sendo estes
tratamentos obrigatórios em caldeiras classificadas como categoria A, conforme
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |23
item 13.4.1.2 desta NR.
13.4.3.4 Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operação
e controle de operador de caldeira.
13.4.3.5 Será considerado operador de caldeira aquele que satisfizer o
disposto no item A do Anexo I desta NR.
13.4.4 Inspeção de segurança de caldeiras.
13.4.4.1 As caldeiras devem ser submetidas a inspeções de segurança
inicial, periódica e extraordinária.
13.4.4.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em caldeiras
novas, antes da entrada em funcionamento, no local de operação, devendo
compreender exame interno, seguido de teste de estanqueidade e exame
externo.
13.4.4.3 As caldeiras devem obrigatoriamente ser submetidas a Teste
Hidrostático - TH em sua fase de fabricação, com comprovação por meio de
laudo assinado por PH, e ter o valor da pressão de teste afixado em sua placa
de identificação.
13.4.4.3.1 Na falta de comprovação documental de que o Teste
Hidrostático - TH tenha sido realizado na fase de fabricação, se aplicará o
disposto a seguir:
a) para equipamentos fabricados ou importados a partir da vigência
desta NR, o TH deve ser feito durante a inspeção de segurança
inicial;
b) para equipamentos em operação antes da vigência desta NR, a
critério do PH, o TH deve ser realizado na próxima inspeção de
segurança periódica.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 24
13.4.4.4 A inspeção de segurança periódica, constituída por exames
interno e externo, deve ser executada nos seguintes prazos máximos:
a) 12 (doze) meses para caldeiras das categorias A, B e C;
b) 15 (quinze) meses para caldeiras de recuperação de álcalis de
qualquer categoria;
c) 24 (vinte e quatro) meses para caldeiras da categoria A, desde que
aos 12 (doze) meses sejam testadas as pressões de abertura das
válvulas de segurança.
13.4.4.5 Estabelecimentos que possuam Serviço Próprio de Inspeção de
Equipamentos - SPIE, conforme estabelecido no Anexo II, podem estender seus
períodos entre inspeções de segurança, respeitando os seguintes prazos
máximos:
a) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras de recuperação de
álcalis;
b) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras das categorias B e C;
c) 30 (trinta) meses para caldeiras da categoria A;
d) 40 (quarenta) meses para caldeiras especiais conforme, definição no
item 13.4.4.6.
13.4.4.6 As caldeiras que operam de forma contínua e que utilizam gases
ou resíduos das unidades de processo como combustível principal para
aproveitamento de calor ou para fins de controle ambiental podem ser
consideradas especiais quando todas as condições seguintes forem satisfeitas:
a) estiverem instaladas em estabelecimentos que possuam SPIE citado
no Anexo II;
b) tenham testados a cada 12 (doze) meses o sistema de
intertravamento e a pressão de abertura de cada válvula de
segurança;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |25
c) não apresentem variações inesperadas na temperatura de saída dos
gases e do vapor durante a operação;
d) existam análise e controle periódico da qualidade da água;
e) exista controle de deterioração dos materiais que compõem as
principais partes da caldeira;
f) exista parecer técnico de PH fundamentando a decisão.
13.4.4.6.1 O empregador deve comunicar ao Órgão Regional do
Ministério do Trabalho e Emprego e ao sindicato dos trabalhadores da categoria
predominante no estabelecimento, previamente, o enquadramento da caldeira
como especial.
13.4.4.7 No máximo, ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua
inspeção subsequente, as caldeiras devem ser submetidas a uma avaliação de
integridade com maior abrangência para determinar a sua vida remanescente e
novos prazos máximos para inspeção, caso ainda estejam em condições de uso.
13.4.4.8 As válvulas de segurança instaladas em caldeiras devem ser
inspecionadas periodicamente conforme segue:
a) pelo menos 1 (uma) vez por mês, mediante acionamento manual da
alavanca, em operação, para caldeiras das categorias B e C,
excluídas as caldeiras que vaporizem fluido térmico e as que
trabalhem com água tratada conforme previsto no item 13.4.3.3;
b) as válvulas flangeadas ou roscadas devem ser desmontadas,
inspecionadas e testadas em bancada, e, no caso de válvulas
soldadas, feito o mesmo no campo, com uma frequência compatível
com o histórico operacional das mesmas, sendo estabelecidos como
limites máximos para essas atividades os períodos de inspeção
estabelecidos nos itens 13.4.4.4 e 13.4.4.5, se aplicável, para
caldeiras de categorias A e B.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 26
13.4.4.9 Adicionalmente aos testes prescritos no item 13.4.4.8, as
válvulas de segurança instaladas em caldeiras podem ser submetidas a testes
de acumulação, a critério do PH.
13.4.4.10 A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas
seguintes oportunidades:
a) sempre que a caldeira for danificada por acidente ou outra
ocorrência capaz de comprometer sua segurança;
b) quando a caldeira for submetida à alteração ou reparo importante
capaz de alterar suas condições de segurança;
c) antes de a caldeira ser recolocada em funcionamento, quando
permanecer inativa por mais de 6 (seis) meses;
d) quando houver mudança de local de instalação da caldeira.
13.4.4.11 A inspeção de segurança deve ser realizada sob a
responsabilidade técnica de PH.
13.4.4.12 Imediatamente após a inspeção da caldeira, deve ser anotada
no seu Registro de Segurança a sua condição operacional, e, em até 60
(sessenta) dias, deve ser emitido o relatório, que passa a fazer parte da sua
documentação, podendo este prazo ser estendido para 90 (noventa) dias em
caso de parada geral de manutenção.
13.4.4.13 O empregador deve informar à representação sindical da
categoria profissional predominante no estabelecimento, num prazo máximo de
30 (trinta) dias após o término da inspeção de segurança, a condição
operacional da caldeira.
13.4.4.13.1 Mediante o recebimento de requisição formal, o empregador
deve encaminhar à representação sindical predominante no estabelecimento, no
prazo máximo de 10 (dez) dias após a sua elaboração, a cópia do relatório de
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |27
inspeção.
13.4.4.13.2 A representação sindical da categoria profissional
predominante no estabelecimento poderá solicitar ao empregador que seja
enviada de maneira regular cópia do relatório de inspeção de segurança da
caldeira em prazo de 30 (trinta) dias após a sua elaboração, ficando o
empregador desobrigado a atender os itens 13.4.4.13 e 13.4.4.13.1.
13.4.4.14 O relatório de inspeção, mencionado no item 13.4.1.6, alínea
“e”, deve ser elaborado em páginas numeradas contendo no mínimo:
a) dados constantes na placa de identificação da caldeira;
b) categoria da caldeira;
c) tipo da caldeira;
d) tipo de inspeção executada;
e) data de início e término da inspeção;
f) descrição das inspeções, exames e testes executados;
g) registros fotográficos do exame interno da caldeira;
h) resultado das inspeções e providências;
i) relação dos itens desta NR que não estão sendo atendidos;
j) recomendações e providências necessárias;
k) parecer conclusivo quanto à integridade da caldeira até a próxima
inspeção;
l) data prevista para a nova inspeção de segurança da caldeira;
m) nome legível, assinatura e número do registro no conselho
profissional do PH e nome legível e assinatura de técnicos que
participaram da inspeção.
13.4.4.15 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser
registradas e implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 28
responsáveis pela execução.
13.4.4.16 Sempre que os resultados da inspeção determinarem
alterações dos dados de projeto, a placa de identificação e a documentação do
prontuário devem ser atualizados.
13.5 Vasos de Pressão
13.5.1 Vasos de pressão - disposições gerais.
13.5.1.1 Vasos de pressão são equipamentos que contêm fluidos sob
pressão interna ou externa, diferente da atmosférica.
13.5.1.2 Para efeito desta NR, os vasos de pressão são classificados em
categorias segundo a classe de fluido e o potencial de risco.
a) Os fluidos contidos nos vasos de pressão são classificados conforme
descrito a seguir:
Classe A:
Fluidos
Inflamáveis;
Fluidos combustíveis com temperatura superior ou igual a 200 ºC
(duzentos graus Celsius);
Fluidos tóxicos com limite de tolerância igual ou inferior a 20 (vinte)
partes por milhão (ppm);
Hidrogênio;
Acetileno.
Classe B:
Fluidos combustíveis com temperatura inferior a 200 ºC (duzentos
graus Celsius);
Fluidos tóxicos com limite de tolerância superior a 20 (vinte) partes
por milhão (ppm).
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |29
Classe C:
Vapor de água, gases asfixiantes simples ou ar comprimido.
Classe D:
Outro fluido não enquadrado acima.
b) Quando se tratar de mistura deverá ser considerado para fins de
classificação o fluido que apresentar maior risco aos trabalhadores e
instalações, considerando-se sua toxicidade, inflamabilidade e
concentração.
c) Os vasos de pressão são classificados em grupos de potencial de
risco em função do produto P.V, onde P é a pressão máxima de
operação em MPa e V o seu volume em m3, conforme segue:
Grupo 1 - P.V ≥ 100
Grupo 2 - P.V < 100 e P.V ≥ 30
Grupo 3 - P.V < 30 e P.V ≥ 2,5
Grupo 4 - P.V < 2,5 e P.V ≥ 1
Grupo 5 - P.V < 1
d) Vasos de pressão que operem sob a condição de vácuo devem se
enquadrar nas seguintes categorias:
Categoria I: para fluidos inflamáveis ou combustíveis;
Categoria V: para outros fluidos.
e) A tabela a seguir classifica os vasos de pressão em categorias de
acordo com os grupos de potencial de risco e a classe de fluido
contido.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 30
CATEGORIAS DE VASOS DE PRESSÃO
Notas:
a) Considerar volume em m³ e pressão em MPa;
b) Considerar 1 MPa correspondente a 10,197 kgf/cm².
13.5.1.3 Os vasos de pressão devem ser dotados dos seguintes itens:
a) válvula ou outro dispositivo de segurança com pressão de abertura
ajustada em valor igual ou inferior à PMTA, instalado diretamente no
vaso ou no sistema que o inclui, considerados os requisitos do
código de projeto relativos a aberturas escalonadas e tolerâncias de
calibração;
b) meios utilizados contra o bloqueio inadvertido de dispositivo de
segurança quando este não estiver instalado diretamente no vaso;
Classe de Fluido
Grupo de Potencial de Risco
1 2 3 4 5
P.V ≥ 100 P.V < 100 e
P.V ≥ 30
P.V < 30 e
P.V ≥ 2.5
P.V < 2.5 e
P.V ≥ 1 P.V < 1
CATEGORIAS
CLASSE A
- Fluidos inflamáveis, e
fluidos combustíveis com
temperatura igual ou superior a 200°C
- Tóxico com limite de
tolerância ≤ 20 ppm
- Hidrogênio
- Acetileno.
I I II III III
CLASSE B
- Fluidos combustíveis com temperatura menor
que 200°C
- Fluidos tóxicos com limite de tolerância > 20
ppm
I II III IV IV
CLASSE C
- Vapor de água
- Gases asfixiantes simples
- Ar comprimido
I II III IV V
CLASSE C
- Outro fluido II III IV V V
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |31
c) instrumento que indique a pressão de operação, instalado
diretamente no vaso ou no sistema que o contenha.
13.5.1.4 Todo vaso de pressão deve ter afixado em seu corpo, em local
de fácil acesso e bem visível, placa de identificação indelével com, no mínimo,
as seguintes informações:
a) fabricante;
b) número de identificação;
c) ano de fabricação;
d) pressão máxima de trabalho admissível;
e) pressão de teste hidrostático de fabricação;
f) código de projeto e ano de edição.
13.5.1.5 Além da placa de identificação, deve constar, em local visível, a
categoria do vaso, conforme item 13.5.1.2, e seu número ou código de
identificação.
13.5.1.6 Todo vaso de pressão deve possuir, no estabelecimento onde
estiver instalado, a seguinte documentação devidamente atualizada:
a) Prontuário do vaso de pressão a ser fornecido pelo fabricante,
contendo as seguintes informações:
Código de projeto e ano de edição;
Especificação dos materiais;
Procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final;
Metodologia para estabelecimento da PMTA;
Conjunto de desenhos e demais dados necessários para o
monitoramento da sua vida útil;
Pressão máxima de operação;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 32
Registros documentais do teste hidrostático;
Características funcionais, atualizadas pelo empregador sempre que
alteradas as originais;
Dados dos dispositivos de segurança, atualizados pelo empregador
sempre que alterados os originais;
Ano de fabricação;
Categoria do vaso, atualizada pelo empregador sempre que alterada
a original;
b) Registro de Segurança em conformidade com o item 13.5.1.8;
c) Projeto de Instalação em conformidade com os itens 13.5.2.4 e
13.5.2.5;
d) Projeto de alteração ou reparo em conformidade com os itens 13.3.6
e 13.3.7;
e) Relatórios de inspeção em conformidade com o item 13.5.4.13;
f) Certificados de calibração dos dispositivos de segurança, onde
aplicável.
13.5.1.7 Quando inexistente ou extraviado, o prontuário do vaso de
pressão deve ser reconstituído pelo empregador, com responsabilidade técnica
do fabricante ou de PH, sendo imprescindível a reconstituição das premissas de
projeto, dos dados dos dispositivos de segurança e da memória de cálculo da
PMTA.
13.5.1.8 O Registro de Segurança deve ser constituído por livro de
páginas numeradas, pastas ou sistema informatizado com confiabilidade
equivalente onde serão registradas:
a) todas as ocorrências importantes capazes de influir nas condições de
segurança dos vasos de pressão;
b) as ocorrências de inspeções de segurança periódicas e
extraordinárias, devendo constar a condição operacional do vaso.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |33
13.5.1.9 A documentação referida no item 13.5.1.6 deve estar sempre à
disposição para consulta dos operadores, do pessoal de manutenção, de
inspeção e das representações dos trabalhadores e do empregador na Comissão
Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA, devendo o empregador assegurar
pleno acesso a essa documentação inclusive à representação sindical da
categoria profissional predominante no estabelecimento, quando formalmente
solicitado.
13.5.2 Instalação de vasos de pressão
13.5.2.1 Todo vaso de pressão deve ser instalado de modo que todos os
drenos, respiros, bocas de visita e indicadores de nível, pressão e temperatura,
quando existentes, sejam facilmente acessíveis.
13.5.2.2 Quando os vasos de pressão forem instalados em ambientes
fechados, a instalação deve satisfazer os seguintes requisitos:
a) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente
desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções distintas;
b) dispor de acesso fácil e seguro para as atividades de manutenção,
operação e inspeção, sendo que, para guardacorpos vazados, os
vãos devem ter dimensões que impeçam a queda de pessoas;
c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não
possam ser bloqueadas;
d) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes;
e) possuir sistema de iluminação de emergência.
13.5.2.3 Quando o vaso de pressão for instalado em ambiente aberto, a
instalação deve satisfazer as alíneas “a”, “b”, “d” e “e” do item 13.5.2.2.
13.5.2.4 A autoria do projeto de instalação de vasos de pressão
enquadrados nas categorias I, II e III, conforme item 13.5.1.2, no que concerne
ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de PH e deve obedecer aos
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 34
aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas Normas
Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis.
13.5.2.5 O projeto de instalação deve conter pelo menos a planta baixa
do estabelecimento, com o posicionamento e a categoria de cada vaso e das
instalações de segurança.
13.5.2.6 Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto no
item 13.5.2.2, deve ser elaborado projeto alternativo de instalação com medidas
complementares de segurança que permitam a atenuação dos riscos.
13.5.3 Segurança na operação de vasos de pressão
13.5.3.1 Todo vaso de pressão enquadrado nas categorias I ou II deve
possuir manual de operação próprio ou instruções de operação contidas no
manual de operação de unidade onde estiver instalado, em língua portuguesa,
em local de fácil acesso aos operadores, contendo no mínimo:
a) procedimentos de partidas e paradas;
b) procedimentos e parâmetros operacionais de rotina;
c) procedimentos para situações de emergência;
d) procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio
ambiente.
13.5.3.2 Os instrumentos e controles de vasos de pressão devem ser
mantidos calibrados e em boas condições operacionais.
13.5.3.2.1 Poderá ocorrer à neutralização provisória nos instrumentos e
controles, desde que não seja reduzida a segurança operacional, e que esteja
prevista nos procedimentos formais de operação e manutenção, ou com
justificativa formalmente documentada, com prévia análise técnica e respectivas
medidas de contingência para mitigação dos riscos, elaborada por PH.
13.5.3.3 A operação de unidades que possuam vasos de pressão de
categorias I ou II deve ser efetuada por profissional capacitado conforme item
“B” do Anexo I desta NR.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |35
13.5.4 Inspeção de segurança de vasos de pressão
13.5.4.1 Os vasos de pressão devem ser submetidos a inspeções de
segurança inicial, periódica e extraordinária.
13.5.4.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em vasos de
pressão novos, antes de sua entrada em funcionamento, no local definitivo de
instalação, devendo compreender exames externo e interno.
13.5.4.3 Os vasos de pressão devem obrigatoriamente ser submetidos a
Teste Hidrostático - TH em sua fase de fabricação, com comprovação por meio
de laudo assinado por PH, e ter o valor da pressão de teste afixado em sua
placa de identificação.
13.5.4.3.1 Na falta de comprovação documental de que o Teste
Hidrostático-TH tenha sido realizado na fase de fabricação, se aplicará o
disposto a seguir:
a) para equipamentos fabricados ou importados a partir da vigência
desta NR, o TH deve ser feito durante a inspeção de segurança
inicial;
b) para equipamentos em operação antes da vigência desta NR, a
critério do PH, o TH deve ser realizado na próxima inspeção de
segurança periódica.
13.5.4.4 Os vasos de pressão categorias IV ou V de fabricação em série,
certificados pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia -
INMETRO, que possuam válvula de segurança calibrada de fábrica ficam
dispensados da inspeção inicial e da documentação referida no item 13.5.1.6,
alínea “c), desde que instalados de acordo com as recomendações do fabricante.
13.5.4.4.1 Deve ser anotada no Registro de Segurança a data da
instalação do vaso de pressão a partir da qual se inicia a contagem do prazo
para a inspeção de segurança periódica.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 36
13.5.4.5 A inspeção de segurança periódica, constituída por exames
externo e interno, deve obedecer aos seguintes prazos máximos estabelecidos a
seguir:
a) Para estabelecimentos que não possuam SPIE, conforme citado no
Anexo II:
Categoria do Vaso Exame Externo Exame Interno
I 1 ano 3 anos
II 2 anos 4 anos
III 3 anos 6 anos
IV 4 anos 8 anos
V 5 anos 10 anos
b) para estabelecimentos que possuam SPIE, conforme citado no Anexo
II, consideradas as tolerâncias nele previstas:
Categoria do Vaso Exame Externo Exame Interno
I 3 ano 6 anos
II 4 anos 8 anos
III 5 anos 10 anos
IV 6 anos 12 anos
V 7 anos A critério
13.5.4.6 Vasos de pressão que não permitam acesso visual para o exame
interno ou externo por impossibilidade física devem ser submetidos
alternativamente a outros exames não destrutivos e metodologias de avaliação
da integridade, a critério do PH, baseados em normas e códigos aplicáveis à
identificação de mecanismos de deterioração.
13.5.4.7 Vasos de pressão com enchimento interno ou com catalisador
podem ter a periodicidade de exame interno ampliada, de forma a coincidir com
a época da substituição de enchimentos ou de catalisador, desde que esta
ampliação seja precedida de estudos conduzidos por PH ou por grupo
multidisciplinar por ele coordenado, baseados em normas e códigos aplicáveis,
onde sejam implementadas tecnologias alternativas para a avaliação da sua
integridade estrutural.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |37
13.5.4.8 Vasos de pressão com temperatura de operação inferior a 0 ºC
(zero grau Celsius) e que operem em condições nas quais a experiência mostre
que não ocorre deterioração devem ser submetidos a exame interno a cada 20
(vinte) anos e exame externo a cada 2 (dois) anos.
13.5.4.9 As válvulas de segurança dos vasos de pressão devem ser
desmontadas, inspecionadas e calibradas com prazo adequado à sua
manutenção, porém, não superior ao previsto para a inspeção de segurança
periódica interna dos vasos de pressão por elas protegidos.
13.5.4.10 A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas
seguintes oportunidades:
a) sempre que o vaso de pressão for danificado por acidente ou outra
ocorrência que comprometa sua segurança;
b) quando o vaso de pressão for submetido a reparo ou alterações
importantes, capazes de alterar sua condição de segurança;
c) antes do vaso de pressão ser recolocado em funcionamento, quando
permanecer inativo por mais de 12 (doze) meses;
d) quando houver alteração do local de instalação do vaso de pressão,
exceto para vasos móveis.
13.5.4.11 A inspeção de segurança deve ser realizada sob a
responsabilidade técnica de PH.
13.5.4.12 Imediatamente após a inspeção do vaso de pressão, deve ser
anotada no Registro de Segurança a sua condição operacional, e, em até 60
(sessenta) dias, deve ser emitido o relatório, que passa a fazer parte da sua
documentação, podendo este prazo ser estendido para 90 (noventa) dias em
caso de parada geral de manutenção.
13.5.4.13 O relatório de inspeção, mencionado no item 13.5.1.6, alínea
“e”, deve ser elaborado em páginas numeradas, contendo no mínimo:
a) identificação do vaso de pressão;
b) fluidos de serviço e categoria do vaso de pressão;
c) tipo do vaso de pressão;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 38
d) data de início e término da inspeção;
e) tipo de inspeção executada;
f) descrição dos exames e testes executados;
g) resultado das inspeções e intervenções executadas;
h) parecer conclusivo quanto à integridade do vaso de pressão até a
próxima inspeção;
i) recomendações e providências necessárias;
j) data prevista para a próxima inspeção;
k) nome legível, assinatura e número do registro no conselho
profissional do PH e nome legível e assinatura de técnicos que
participaram da inspeção.
13.5.4.14 Sempre que os resultados da inspeção determinarem
alterações das condições de projeto, a placa de identificação e a documentação
do prontuário devem ser atualizados.
13.5.4.15 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser
implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e responsáveis
pela sua execução.
13.6 Tubulações
13.6.1 Tubulações - Disposições Gerais
13.6.1.1 As empresas que possuem tubulações e sistemas de tubulações
enquadradas nesta NR devem possuir um programa e um plano de inspeção que
considere, no mínimo, as variáveis, condições e premissas descritas abaixo:
a) os fluidos transportados;
b) a pressão de trabalho;
c) a temperatura de trabalho;
d) os mecanismos de danos previsíveis;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |39
e) as consequências para os trabalhadores, instalações e meio
ambiente trazidas por possíveis falhas das tubulações.
13.6.1.2 As tubulações ou sistemas de tubulação devem possuir
dispositivos de segurança conforme os critérios do código de projeto utilizado,
ou em atendimento às recomendações de estudo de análises de cenários de
falhas.
13.6.1.3 As tubulações ou sistemas de tubulação devem possuir indicador
de pressão de operação, conforme definido no projeto de processo e
instrumentação.
13.6.1.4 Todo estabelecimento que possua tubulações, sistemas de
tubulação ou linhas deve ter a seguinte documentação devidamente atualizada:
a) especificações aplicáveis às tubulações ou sistemas, necessárias ao
planejamento e execução da sua inspeção;
b) fluxograma de engenharia com a identificação da linha e seus
acessórios;
c) PAR em conformidade com os itens 13.3.6 e 13.3.7;
d) relatórios de inspeção em conformidade com o item 13.6.3.9.
13.6.1.5 Os documentos referidos no item 13.6.1.4, quando inexistentes
ou extraviados, devem ser reconstituídos pelo empregador, sob a
responsabilidade técnica de um PH.
13.6.1.6 A documentação referida no item 13.6.1.4 deve estar sempre à
disposição para fiscalização pela autoridade competente do Órgão Regional do
Ministério do Trabalho e Emprego, e para consulta pelos operadores, pessoal de
manutenção, de inspeção e das representações dos trabalhadores e do
empregador na Comissão Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA, devendo,
ainda, o empregador assegurar o acesso a essa documentação à representação
sindical da categoria profissional predominante no estabelecimento, quando
formalmente solicitado.
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13.6.2 Segurança na operação de tubulações
13.6.2.1 Os dispositivos de indicação de pressão da tubulação devem ser
mantidos em boas condições operacionais.
13.6.2.2 As tubulações de vapor e seus acessórios devem ser mantidos
em boas condições operacionais, de acordo com um plano de manutenção
elaborado pelo estabelecimento.
13.6.2.3 As tubulações e sistemas de tubulação devem ser identificáveis
segundo padronização formalmente instituída pelo estabelecimento, e
sinalizadas conforme a NR-26.
13.6.3 Inspeção periódica de tubulações
13.6.3.1 Deve ser realizada inspeção de segurança inicial nas tubulações.
13.6.3.2 As tubulações devem ser submetidas à inspeção de segurança
periódica.
13.6.3.3 Os intervalos de inspeção das tubulações devem atender aos
prazos máximos da inspeção interna do vaso ou caldeira mais crítica a elas
interligadas, podendo ser ampliados pelo programa de inspeção elaborado por
PH, fundamentado tecnicamente com base em mecanismo de danos e na
criticidade do sistema, contendo os intervalos entre estas inspeções e os
exames que as compõem, desde que essa ampliação não ultrapasse o intervalo
máximo de 100% (cem por cento) sobre o prazo da inspeção interna, limitada a
10 (dez) anos.
13.6.3.4 Os intervalos de inspeção periódica da tubulação não podem
exceder os prazos estabelecidos em seu programa de inspeção, consideradas as
tolerâncias permitidas para as empresas com SPIE.
13.6.3.5 O programa de inspeção pode ser elaborado por tubulação, linha
ou por sistema, a critério de PH, e, no caso de programação por sistema, o
intervalo a ser adotado deve ser correspondente ao da sua linha mais crítica.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |41
13.6.3.6 As inspeções periódicas das tubulações devem ser constituídas
de exames e análises definidas por PH, que permitam uma avaliação da sua
integridade estrutural de acordo com normas e códigos aplicáveis.
13.6.3.6.1 No caso de risco à saúde e à integridade física dos
trabalhadores envolvidos na execução da inspeção, a linha deve ser retirada de
operação.
13.6.3.7 Deve ser realizada inspeção extraordinária nas seguintes
situações:
a) sempre que a tubulação for danificada por acidente ou outra
ocorrência que comprometa a segurança dos trabalhadores;
b) quando a tubulação for submetida a reparo provisório ou alterações
significativas, capazes de alterar sua capacidade de contenção de
fluído;
c) antes da tubulação ser recolocada em funcionamento, quando
permanecer inativa por mais de 24 (vinte e quatro) meses.
13.6.3.8 A inspeção periódica de tubulações deve ser executada sob a
responsabilidade técnica de PH.
13.6.3.9 Após a inspeção de cada tubulação, sistema de tubulação ou
linha, deve ser emitido um relatório de inspeção, com páginas numeradas, que
passa a fazer parte da sua documentação, e deve conter no mínimo:
a) identificação da (s) linha (s) ou sistema de tubulação;
b) fluidos de serviço da tubulação, e respectivas temperatura e pressão
de operação;
c) data de início e término da inspeção;
d) tipo de inspeção executada;
e) descrição dos exames executados;
f) resultado das inspeções;
g) parecer conclusivo quanto à integridade da tubulação, do sistema de
tubulação ou da linha até a próxima inspeção;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 42
h) recomendações e providências necessárias;
i) data prevista para a próxima inspeção;
j) nome legível, assinatura e número do registro no conselho
profissional do PH e nome legível e assinatura de técnicos que
participaram da inspeção.
13.6.3.9.1 O prazo para emissão desse relatório é de até 30 (trinta) dias
para linhas individuais e de até 90 (noventa) dias para sistemas de tubulação.
13.6.3.10 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser
implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e responsáveis
pela sua execução.
Glossário
Abertura escalonada de válvulas de segurança - condição de
calibração diferenciada da pressão de abertura de múltiplas válvulas de
segurança, prevista no código de projeto do equipamento por elas protegido,
onde podem ser estabelecidos valores de abertura acima da PMTA, consideradas
as vazões necessárias para o alívio da sob-repressão em cenários distintos.
Adequação ao uso - estudo conceitual multidisciplinar de engenharia,
baseado em códigos ou normas, como o API 579- 1/ASME FFS-1 - Fitness - for -
Service, usado para determinar se um equipamento com desgaste conhecido
estará apto a operar com segurança por determinado tempo.
Alteração - mudança no projeto original do fabricante que promova
alteração estrutural ou de parâmetros operacionais significativos definidos por
PH, ou afete a capacidade de reter pressão ou possa comprometer a segurança
de caldeiras, vasos de pressão e tubulações.
Avaliação ou inspeção de integridade - conjunto de estratégias e
técnicas utilizadas na avaliação detalhada da condição física de um
equipamento.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |43
Caldeira de fluido térmico - caldeira utilizada para aquecimento de um
fluido no estado líquido, chamado de fluido térmico, sem vaporizá-lo.
Caldeiras de recuperação de álcalis - caldeiras a vapor que utilizam
como combustível principal o licor negro oriundo do processo de fabricação de
celulose, realizando a recuperação de químicos e geração de energia.
Código de projeto - conjunto de normas e regras que estabelece os
requisitos para o projeto, construção, montagem, controle de qualidade da
fabricação e inspeção de equipamentos.
Códigos de pós-construção - compõe-se de normas ou recomendações
práticas de avaliação da integridade estrutural de equipamentos durante a sua
vida útil.
Construção - processo que inclui projeto, especificação de material,
fabricação, inspeção, exame, teste e avaliação de conformidade de caldeiras,
vasos de pressão e tubulações.
Controle da qualidade - conjunto de ações destinadas a verificar e
atestar a conformidade de caldeiras, vasos de pressão e suas tubulações de
interligação nas etapas de fabricação, montagem ou manutenção. As ações
abrangem o acompanhamento da execução da soldagem, materiais utilizados e
realização de exames e testes tais como: líquido penetrante, partículas
magnéticas, ultrassom, visual, testes de pressão, radiografia, emissão acústica e
correntes parasitas.
Dispositivo Contra Bloqueio Inadvertido - DCBI - meio utilizado para
evitar que bloqueios inadvertidos impeçam a atuação de dispositivos de
segurança.
Dispositivos de segurança - dispositivos ou componentes que protegem
um equipamento contra sob-repressão manométrica, independente da ação do
operador e de acionamento por fonte externa de energia.
Duto - tubulação projetada por códigos específicos, destinada à
transferência de fluidos entre unidades industriais de estabelecimentos
industriais distintos ou não, ocupando áreas de terceiros.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 44
Empregador - empresa individual ou coletiva, que, assumindo os riscos
da atividade econômica, admite, assalaria e dirige a prestação pessoal de
serviços; equiparam-se ao empregador os profissionais liberais, as instituições
de beneficência, as associações recreativas ou outras instituições sem fins
lucrativos, que admitem trabalhadores como empregados.
Enchimento interno - materiais inseridos no interior dos vasos de
pressão com finalidades específicas e período de vida útil determinado, tipo
catalisador, recheio, peneira molecular, e carvão ativado. Bandejas e acessórios
internos não configuram enchimento interno.
Especificação da tubulação - código alfanumérico que define a classe
de pressão e os materiais dos tubos e acessórios das tubulações.
Exame - atividade conduzida por PH ou técnicos qualificados ou
certificados, quando exigido por códigos ou normas, para avaliar se
determinados produtos, processos ou serviços estão em conformidade com
critérios especificados.
Exame externo - exame da superfície e de componentes externos de um
equipamento, podendo ser realizado em operação, visando avaliar a sua
integridade estrutural.
Exame interno - exame da superfície interna e de componentes internos
de um equipamento, executado visualmente, com o emprego de ensaios e
testes apropriados para avaliar sua integridade estrutural.
Fabricante - empresa responsável pela construção de caldeiras, vasos de
pressão ou tubulações.
Fluxograma de engenharia (P&ID) - diagrama mostrando o fluxo do
processo com os equipamentos, as tubulações e seus acessórios, e as malhas de
controle de instrumentação.
Fluxograma de processo - diagrama de representação esquemática do
processo de plantas industriais mostrando o percurso ou caminho percorrido
pelos fluidos.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Força maior - todo acontecimento inevitável, em relação à vontade do
empregador, e para a realização do qual este não concorreu, direta ou
indiretamente. A imprevidência do empregador exclui a razão de força maior.
Gerador de vapor - equipamentos destinados a produzir vapor sob
pressão superior à atmosférica, sem acumulação e não enquadrados em códigos
de vasos de pressão.
Inspeção de segurança extraordinária - inspeção realizada devido a
ocorrências que possam afetar a condição física do equipamento, tais como
hibernação prolongada, mudança de locação, surgimento de deformações
inesperadas, choques mecânicos de grande impacto ou vazamentos, entre
outros, envolvendo caldeiras, vasos de pressão e tubulações, com abrangência
definida por PH.
Inspeção de segurança inicial - inspeção realizada no equipamento
novo, montado no local definitivo de instalação e antes de sua entrada em
operação.
Inspeção de segurança periódica - inspeções realizadas durante a vida
útil de um equipamento, com critérios e periodicidades determinados por PH,
respeitados os intervalos máximos estabelecidos nesta Norma.
Instrumentos de monitoração ou de controle - dispositivos
destinados à monitoração ou controle das variáveis operacionais dos
equipamentos a partir da sala de controle ou do próprio equipamento.
Integridade estrutural - conjunto de propriedades e características
físicas necessárias para que um equipamento ou item desempenhe com
segurança e eficiência as funções para as quais foi projetado.
Linha - trecho de tubulação individualizado entre dois pontos definidos e
que obedece a uma única especificação de materiais, produtos transportados,
pressão e temperatura de projeto.
Manutenção preditiva - manutenção com ênfase na predição da falha e
em ações baseadas na condição do equipamento para prevenir a falha ou
degradação do mesmo.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 46
Manutenção preventiva - manutenção realizada a intervalos
predeterminados ou de acordo com critérios prescritos, e destinada a reduzir a
probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um componente.
Máquinas de fluido - aquela que tem como função principal intercambiar
energia com um fluido que as atravessa.
Mecanismos de danos - conjunto de fatores que causam degradação
nos equipamentos e componentes.
Pacote de máquina - conjunto de equipamentos e dispositivos
integrantes de sistemas auxiliares de máquinas de fluido para fins de
arrefecimento, lubrificação ou selagem.
Pessoal qualificado - profissional com conhecimentos e habilidades que
permitam exercer determinadas tarefas, e certificado quando exigível por código
ou norma.
Placa de identificação - placa contendo dados do equipamento de
acordo com os requisitos estabelecidos nesta NR, fixada em local visível.
Plano de inspeção - descrição das atividades, incluindo os exames e
testes a serem realizados, necessárias para avaliar as condições físicas de
caldeiras, vasos de pressão e tubulações, considerando o histórico dos
equipamentos e os mecanismos de danos previsíveis.
Pressão máxima de trabalho admissível (PMTA) - é o maior valor de
pressão a que um equipamento pode ser submetido continuamente, de acordo
com o código de projeto, a resistência dos materiais utilizados, as dimensões do
equipamento e seus parâmetros operacionais.
Programa de inspeção - cronograma contendo, entre outros dados, as
datas das inspeções de segurança periódicas a serem realizadas.
Projetos de alteração ou reparo - PAR - projeto realizado por ocasião
de reparo ou alteração que implica em intervenção estrutural ou mudança de
processo significativa em caldeiras, vasos de pressão e tubulações.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Projeto alternativo de instalação - projeto concebido para minimizar
os impactos de segurança para o trabalhador quando as instalações não
estiverem atendendo a determinado item desta NR.
Projeto de instalação - projeto contendo o posicionamento dos
equipamentos e sistemas de segurança dentro das instalações e, quando
aplicável, os acessos aos acessórios dos mesmos (vents, drenos, instrumentos).
Integra o projeto de instalação o inventário de válvulas de segurança com os
respectivos DCBI e equipamentos protegidos.
Prontuário - conjunto de documentos e registros do projeto de
construção, fabricação, montagem, inspeção e manutenção dos equipamentos.
Recipientes móveis - vasos de pressão que podem ser movidos dentro
de uma instalação ou entre instalações e que não podem ser enquadrados como
transportáveis.
Recipientes transportáveis - recipientes projetados e construídos para
serem transportados pressurizados.
Registro de Segurança - registro da ocorrência de inspeções ou de
anormalidades durante a operação de caldeiras e vasos de pressão, executado
por PH ou por pessoal de operação, inspeção ou manutenção diretamente
envolvido com o fato gerador da anotação.
Relatórios de inspeção - registro formal dos resultados das inspeções
realizadas nos equipamentos com laudo conclusivo.
Reparo - intervenção realizada para correção de danos, defeitos ou
avarias em equipamentos e seus componentes, visando restaurar a condição do
projeto de construção.
Sistema de iluminação de emergência - sistema destinado a prover a
iluminação necessária ao acesso seguro a um equipamento ou instalação na
inoperância dos sistemas principais destinados a tal fim.
Sistema de intertravamento de caldeira - sistema de gerenciamento
das atividades de dois ou mais dispositivos ou instrumentos de proteção,
monitorado por interface de segurança.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Sistema de tubulação - conjunto integrado de linhas e tubulações que
exerce uma função de processo, ou que foram agrupadas para fins de inspeção,
com características técnicas e de processo semelhantes.
SPIE - Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos.
Teste de estanqueidade - tipo de teste de pressão realizado com a
finalidade de atestar a capacidade de retenção de fluido, sem vazamentos, em
equipamentos, tubulações e suas conexões, antes de sua entrada ou reentrada
em operação.
Teste hidrostático - TH - tipo de teste de pressão com fluido
incompressível, executado com o objetivo de avaliar a integridade estrutural dos
equipamentos e o rearranjo de possíveis tensões residuais, de acordo com o
código de projeto.
Tubulações - conjunto de linhas, incluindo seus acessórios, projetadas
por códigos específicos, destinadas ao transporte de fluidos entre equipamentos
de uma mesma unidade de uma empresa dotada de caldeiras ou vasos de
pressão.
Unidades de processo - conjunto de equipamentos e interligações de
uma unidade fabril destinada a transformar matérias primas em produtos.
Vasos de pressão - são reservatórios projetados para resistir com
segurança a pressões internas diferentes da pressão atmosférica, ou submetidos
à pressão externa, cumprindo assim a sua função básica no processo no qual
estão inseridos; para efeitos desta NR, estão incluídos:
a) permutadores de calor, evaporadores e similares;
b) vasos de pressão ou partes sujeitas à chama direta que não estejam
dentro do escopo de outras NR, nem dos itens 13.2.2 e 13.2.1,
alínea “a)” desta NR;
c) vasos de pressão encamisados, incluindo refervedores e reatores;
d) autoclaves e caldeiras de fluido térmico.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Vida remanescente - estimativa do tempo restante de vida de um
equipamento ou acessório, executada durante avaliações de sua integridade, em
períodos pré-determinados.
Vida útil - tempo de vida estimado na fase de projeto para um
equipamento ou acessório.
Volume - volume interno útil do vaso de pressão, excluindo o volume dos
acessórios internos, de enchimentos ou de catalisadores.
ANEXO I
CAPACITAÇÃO PESSOAL
A. Caldeiras
A1. Condições Gerais
A1.1. Para efeito desta NR, será considerado operador de caldeira aquele
que satisfizer uma das seguintes condições:
a) possuir certificado de Treinamento de Segurança na Operação de
Caldeiras e comprovação de estágio prático conforme item A1. 5
deste Anexo;
b) possuir certificado de Treinamento de Segurança na Operação de
Caldeiras previsto na NR 13 aprovada pela Portaria SSMT n.º 02, de
08 de maio de 1984 ou na Portaria SSST n.º 23, de 27 de dezembro
de 1994.
A1.2. O pré-requisito mínimo para participação como aluno, no
Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras é o atestado de conclusão
do ensino fundamental.
A1.3. O Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras deve,
obrigatoriamente:
a) ser supervisionado tecnicamente por PH;
b) ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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c) obedecer, no mínimo, ao currículo proposto no item A2 deste Anexo.
A1.4. Os responsáveis pela promoção do Treinamento de Segurança na
Operação de Caldeiras estarão sujeitos ao impedimento de ministrar novos
cursos, bem como a outras sanções legais cabíveis, no caso de inobservância do
disposto no item A1.3 deste Anexo.
A1.5. Todo operador de caldeira deve cumprir um estágio prático, na
operação da própria caldeira que irá operar, o qual deverá ser supervisionado,
documentado e ter duração mínima de:
a) caldeiras da categoria A: 80 (oitenta) horas;
b) caldeiras da categoria B: 60 (sessenta) horas;
c) caldeiras da categoria C: 40 (quarenta) horas.
A1.6. O estabelecimento onde for realizado estágio prático supervisionado
previsto nesta NR deve informar, quando requerido pela representação sindical
da categoria profissional predominante no estabelecimento:
a) período de realização do estágio;
b) entidade, empregador ou profissional responsável pelo Treinamento
de Segurança na Operação de Caldeira ou Unidade de Processo;
c) relação dos participantes do estágio.
A1.7. Deve ser realizada capacitação para reciclagem dos trabalhadores
envolvidos direta ou indiretamente com a operação das instalações sempre que
nelas ocorrerem modificações significativas na operação de equipamentos
pressurizados ou troca de métodos, processos e organização do trabalho.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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A2. Currículo Mínimo para Treinamento de Segurança na Operação de
Caldeiras.
1. Noções de grandezas físicas e unidades. Carga horária: 4 (quatro) horas
1.1. Pressão
1.1.1. Pressão atmosférica
1.1.2. Pressão interna de um vaso
1.1.3. Pressão manométrica, pressão relativa e pressão
absoluta
1.1.4. Unidades de pressão
1.2. Calor e temperatura
1.2.1. Noções gerais: o que é calor, o que é temperatura
1.2.2. Modos de transferência de calor
1.2.3. Calor específico e calor sensível
1.2.4. Transferência de calor a temperatura constante
1.2.5. Vapor saturado e vapor superaquecido
1.2.6. Tabela de vapor saturado
2. Caldeiras - considerações gerais. Carga horária: 8 (oito) horas
2.1. Tipos de caldeiras e suas utilizações
2.2. Partes de uma caldeira
2.2.1. Caldeiras flamotubulares
2.2.2. Caldeiras aquatubulares
2.2.3. Caldeiras elétricas
2.2.4. Caldeiras a combustíveis sólidos
2.2.5. Caldeiras a combustíveis líquidos
2.2.6. Caldeiras a gás
2.2.7. Queimadores
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 52
2.3. Instrumentos e dispositivos de controle de caldeiras
2.3.1. Dispositivo de alimentação
2.3.2. Visor de nível
2.3.3. Sistema de controle de nível
2.3.4. Indicadores de pressão
2.3.5. Dispositivos de segurança
2.3.6. Dispositivos auxiliares
2.3.7. Válvulas e tubulações
2.3.8. Tiragem de fumaça
3. Operação de caldeiras. Carga horária: 12 (doze) horas
3.1. Partida e parada
3.2. Regulagem e controle
3.2.1. de temperatura
3.2.2. de pressão
3.2.3. de fornecimento de energia
3.2.4. do nível de água
3.2.5. de poluentes
3.3. Falhas de operação, causas e providências
3.4. Roteiro de vistoria diária
3.5. Operação de um sistema de várias caldeiras
3.6. Procedimentos em situações de emergência
4. Tratamento de água e manutenção de caldeiras. Carga horária: 8 (oito) horas
4.1. Impurezas da água e suas consequências
4.2. Tratamento de água
4.3. Manutenção de caldeiras
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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5. Prevenção contra explosões e outros riscos. Carga horária: 4 (quatro) horas
5.1. Riscos gerais de acidentes e riscos à saúde
5.2. Riscos de explosão
6. Legislação e normalização. Carga horária: 4 (quatro) horas
6.1. Normas Regulamentadoras
6.2. Norma Regulamentadora 13 - NR-13
B. Vasos de Pressão
B1. Condições Gerais
B1.1. A operação de unidades de processo 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.
B1.2. Para efeito desta NR será considerado profissional com Treinamento
de Segurança na Operação de Unidades de Processo aquele que satisfizer uma
das seguintes condições:
a) possuir certificado de Treinamento de Segurança na Operação de
Unidades de Processo expedido por instituição competente para o
treinamento;
b) possuir experiência comprovada na operação de vasos de pressão
das categorias I ou II de pelo menos 2 (dois) anos antes da vigência
da NR13 aprovada pela Portaria SSST nº 23, de 27 de dezembro de
1994.
B1.3. O pré-requisito mínimo para participação, como aluno, no
Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo é o atestado
de conclusão do ensino fundamental.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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B1.4. O Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
deve obrigatoriamente:
ser supervisionado tecnicamente por PH;
ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim;
obedecer, no mínimo, ao currículo proposto no item B2 deste Anexo.
B1.5. Os responsáveis pela promoção do Treinamento de Segurança na
Operação de Unidades de Processo estarão sujeitos ao impedimento de
ministrar novos cursos, bem como a outras sanções legais cabíveis, no caso de
inobservância do disposto no item B1. 4.
B1.6. Todo profissional com Treinamento de Segurança na Operação de
Unidades de Processo deve cumprir estágio prático, supervisionado, na operação
de vasos de pressão de 300 (trezentas) horas para o conjunto de todos os vasos
de pressão de categorias I ou II.
B2. Currículo Mínimo para Treinamento de Segurança na Operação de
Unidades de Processo.
1. Noções de grandezas físicas e unidades. Carga horária: 4 (quatro) horas
1.1. Pressão
1.1.1. Pressão atmosférica
1.1.2. Pressão interna de um vaso
1.1.3. Pressão manométrica, pressão relativa e pressão absoluta
1.1.4. Unidades de pressão
1.2. Calor e temperatura
1.2.1. Noções gerais: o que é calor, o que é temperatura
1.2.2. Modos de transferência de calor
1.2.3. Calor específico e calor sensível
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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1.2.4. Transferência de calor a temperatura constante
1.2.5. Vapor saturado e vapor superaquecido
2. Equipamentos de processo. Carga horária estabelecida de acordo com a
complexidade da unidade, mantendo um mínimo de 4 (quatro) horas por item,
onde aplicável
2.1. Trocadores de calor
2.2. Tubulação, válvulas e acessórios
2.3. Bombas
2.4. Turbinas e ejetores
2.5. Compressores
2.6. Torres, vasos, tanques e reatores
2.7. Fornos
2.8. Caldeiras
3. Eletricidade. Carga horária: 4 (quatro) horas
4. Instrumentação. Carga horária: 8 (oito) horas
5. Operação da unidade. Carga horária: estabelecida de acordo com a
complexidade da unidade
5.1. Descrição do processo
5.2. Partida e parada
5.3. Procedimentos de emergência
5.4. Descarte de produtos químicos e preservação do meio ambiente
5.5. Avaliação e controle de riscos inerentes ao processo
5.6. Prevenção contra deterioração, explosão e outros riscos
6. Primeiros socorros. Carga horária: 8 (oito) horas
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7. Legislação e normalização. Carga horária: 4 (quatro) horas
ANEXO II
REQUISITOS PARA CERTIFICAÇÃO DE SERVIÇO PRÓPRIO DE INSPEÇÃO DE
EQUIPAMENTOS - SPIE
Antes de colocar em prática os períodos especiais entre inspeções,
estabelecidos nos itens 13.4.4.5 e 13.5.4.5, alínea “b)” desta NR, os "Serviços
Próprios de Inspeção de Equipamentos" da empresa, organizados na forma de
setor, seção, departamento, divisão, ou equivalente, devem ser certificados por
Organismos de Certificação de Produto – OCP acreditados pelo INMETRO, que
verificarão por meio de auditorias programadas o atendimento aos seguintes
requisitos mínimos expressos nas alíneas “a” a “h”.
a) existência de pessoal próprio da empresa onde estão instalados
caldeiras ou vasos de pressão, com dedicação exclusiva a atividades
de inspeção, avaliação de integridade e vida residual, com formação,
qualificação e treinamento compatíveis com a atividade proposta de
preservação da segurança;
b) mão de obra contratada para ensaios não destrutivos certificada
segundo regulamentação vigente e, para outros serviços de caráter
eventual, selecionada e avaliada segundo critérios semelhantes ao
utilizado para a mão de obra própria;
c) serviço de inspeção de equipamentos proposto com um responsável
pelo seu gerenciamento formalmente designado para esta função;
d) existência de pelo menos 1 (um) PH;
e) existência de condições para manutenção de arquivo técnico
atualizado, necessário ao atendimento desta NR, assim como
mecanismos para distribuição de informações quando requeridas;
f) existência de procedimentos escritos para as principais atividades
executadas;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Figura 1.1 - Prensa Hidráulica
g) existência de aparelhagem condizente com a execução das
atividades propostas;
h) cumprimento mínimo da programação de inspeção.
A certificação de SPIE e a sua manutenção estão sujeitas a Regulamento
específico do INMETRO.
1. NOÇÕES DE GRANDEZAS E UNIDADES
1.1. PRESSÃO
A pressão é definida como sendo a relação entre a força exercida por
unidade de área e que atua perpendicularmente sobre uma superfície. Deve-se
designar a pressão como a força exercida por um fluido nas paredes de um
recipiente.
A unidade no SI (Sistema Internacional) para
pressão é o Pascal (Pa), equivalente à força de 1
Newton por uma área de 1 metro quadrado. A
variação de pressão aplicada a um fluido contido
num recipiente fechado é transmitida
integralmente a todos os pontos desse líquido.
Portanto, quanto maior a área em que a
força é aplicada, maior a intensidade dessa força. Assim, se A2 for 100 vezes
maior que A1, a intensidade da força F2 será 100 vezes maior que a intensidade
da força F1. É importante notar que essa multiplicação não é milagrosa nem
infinita. Ela é limitada pela quantidade de líquido disponível.
A pressão pode ser estática, onde o fluido não está em escoamento, ou
dinâmica, onde o fluido está em escoamento no momento de sua medição.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Figura 1.2 - Pressão Estática e Pressão Dinâmica
1.1.1. PRESSÃO ATMOSFÉRICA
A atmosfera terrestre é composta por vários gases, que exercem uma
pressão sobre a superfície da Terra. Essa pressão, denominada pressão
atmosférica, depende da altitude do local, pois à medida que nos afastamos da
superfície do planeta, o ar se torna cada vez mais rarefeito, e, portanto,
exercendo uma pressão cada vez menor. Pressão atmosférica é a pressão
exercida pela atmosfera em um determinado ponto. É a força por unidade de
área, exercida pelo ar contra uma superfície. A pressão exercida pela atmosfera
ao nível do mar corresponde a 101.325 Pa, e esse valor é normalmente
associado a uma unidade chamada atmosfera padrão (símbolo atm.). A pressão
de atmosfera padrão, medida ao nível do mar, está acompanhada por outras
características, como densidade do ar e temperatura, porém, é importante
salientar que o termo refere-se apenas à pressão de 1 atm. As unidades
métricas utilizadas são: polegadas ou milímetros de mercúrio, Quilopascais
(kPa), atmosferas, milibares (mbar) e hectopascais (hPa), sendo os dois últimos
mais usados entre os cientistas. Também é utilizada para medir pressão a
unidade psi (pounds per square inch) que em português vem a ser libra por
polegada quadrada (lb/pol2). Embora esta unidade seja amplamente utilizada
para medir a pressão de componentes pneumáticos e equipamentos industriais,
a lb/pol2 é raramente usada para medir a pressão atmosférica.
Embora o ar seja extremamente leve, não é desprovido de peso. Cada
pessoa tem em média uma superfície do corpo aproximadamente igual a 1
metro quadrado, quando adulto. Sabendo que ao nível do mar a pressão
atmosférica é da ordem de 1 atm. (definida como 101.325 Pa, ou ainda 1013,25
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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hPa=mbar), isso significa dizer que, neste local, uma pessoa suportaria uma
força de cerca de 100.000 N relativo à pressão atmosférica. Porém, não sente
nada, nem é esmagada por esta força. Isto acontece devido à presença do ar
que está contido no corpo e ao equilíbrio entre a pressão que atua de fora para
dentro e de dentro para fora do corpo. Qualquer variação na pressão externa se
transmite integralmente a todo o corpo, atuando de dentro para fora, de acordo
com o Princípio de Pascal. O peso normal do ar ao nível do mar é de 1 kgf/cm².
Porém, a pressão atmosférica diminui com o aumento da altitude. De forma
simplificada, poder-se-á considerar que a pressão diminui 1 hPa (ou 1 mbar) a
cada 8 metros que se sobe. A 3000 metros, é cerca de 0,7 kgf/cm². A 8840
metros, a pressão é de apenas 0,3 kgf/cm².
Barômetro
O físico italiano Evangelista Torricelli
(1608-1647) realizou uma experiência para
determinar a pressão atmosférica ao nível do
mar. Ele usou um tubo de aproximadamente
1,0 m de comprimento, cheio de mercúrio
(Hg) com a extremidade tampada. Depois,
colocou o tubo, em pé e com a boca tampada
para baixo, dentro de um recipiente que
também continha mercúrio. Torricelli observou
que, após destampar o tubo, o nível do
mercúrio desceu e estabilizou-se na posição
correspondente a 76 cm, restando o vácuo na
parte vazia do tubo.
Os instrumentos destinados a medir a pressão atmosférica chamam-se
barômetros. Existem dois tipos: os de mercúrio, baseados na experiência de
Torricelli, e os metálicos que utilizam as deformações provocadas pela pressão
atmosférica numa caixa de metal em cujo interior foi feito vácuo.
Figura 1.3 - Barômetro de Mercúrio
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Quando a pressão externa se altera, a
caixa metálica se deforma; essa deformação
é transmitida a um ponteiro que se desloca
sobre uma escala graduada. A pressão
atmosférica varia de acordo com a altitude.
Quando descemos uma serra, por
exemplo, notamos uma diferença através de
nossos ouvidos. O aumento de pressão atmosférica ocorre à medida que
diminuímos a altitude, ou seja, baixa altitude é igual à alta pressão e alta
altitude é igual à baixa pressão.
Figura 1.5 - Pressão Atmosférica em relação à altitude
A pressão atmosférica em um determinado local depende, portanto, da
massa total da atmosfera. Como o ar é uma mistura muito compressível, esta
massa pode variar significativamente com a altitude; consequentemente, a
principal causa de variação da pressão atmosférica é a altitude.
Figura 1.4 - Barômetro Metálico
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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1.1.2. PRESSÃO INTERNA DE UM VASO
Vasos de pressão estão sempre submetidos simultaneamente à pressão
interna e à pressão externa. Mesmo vasos que operam com vácuo estão
submetidos a essas pressões, pois não existe vácuo absoluto. O que usualmente
denomina-se vácuo é qualquer pressão inferior à atmosférica. O vaso
dimensionado considerando-se a pressão diferencial resultante, atuando sobre
as paredes, poderá ser maior internamente ou externamente.
1.1.3. PRESSÃO MANOMÉTRICA, PRESSÃO RELATIVA E PRESSÃO
ABSOLUTA
Pressão manométrica é a pressão medida
em relação à pressão atmosférica existente no
local, podendo ser positiva ou negativa. Os
manômetros (medidores de pressão) utilizam a
pressão atmosférica como referência, medindo a
diferença entre a pressão do sistema e a pressão
atmosférica. Tais pressões chamam-se pressões
manométricas.
A pressão manométrica de um sistema pode
ser positiva ou negativa, dependendo de estar
acima ou abaixo da pressão atmosférica. Quando
o manômetro mede uma pressão manométrica
negativa, ele é chamado de manômetro de vácuo
(ou vacuômetro).
O manômetro metálico tipo Bourdon pode
ser utilizado em postos de gasolina para calibração de pneus (os médicos usam
um sistema semelhante). A pressão medida pelo manômetro metálico tipo
Bourdon é também denominada de pressão manométrica e indica a diferença
entre a pressão interna e a pressão externa.
Figura 1. 6 - Pressões
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Figura 1.7 – Vacuômetro
Figura 1.9 - Manômetro de tubo fechado e
tubo aberto
A figura abaixo representa a diferença entre um manômetro de tubo
fechado e um manômetro de tubo aberto. Determinando a altura da coluna de
líquido (tubo fechado) e a diferença de níveis do líquido nos dois ramos do tubo
em U (tubo aberto), é possível determinar a pressão manométrica no sistema.
A pressão num ponto do sistema fluido pode ser designada em termos
absolutos ou relativos. As pressões absolutas são medidas em relação ao vácuo
perfeito (pressão absoluta nula), enquanto que a pressão relativa é medida em
relação à pressão atmosférica local. Deste modo, uma pressão relativa nula
corresponde a uma pressão igual à pressão atmosférica local. As pressões
absolutas são sempre positivas, mas as pressões relativas podem ser tanto
positivas (pressão maior do que a atmosférica local), quanto negativas (pressão
menor do que a atmosférica local). Uma pressão negativa é também referida
como vácuo. Por exemplo, a pressão de 70 kPa (abs.) como 31,33 kPa
Figura 1. 8 - Manômetro de Bourdon
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |63
Figura 1.10 - Pressões Relativa e Absoluta em
dois pontos de referência
(relativa), se a pressão atmosférica local é 101,33kPa, ou com um vácuo de
31,33 kPa. A pressão relativa
também é conhecida como
pressão manométrica. O conceito
de pressão absoluta e relativa
está ilustrado graficamente na
Figura 5.11.
A pressão absoluta pode
ser definida como a pressão real
existente dentro de um
recipiente. (Comparar com
pressão manométrica.) É a
escala de pressão que adota como zero o vácuo absoluto, o que justifica a
afirmação que nesta escala só existe pressões positivas; teoricamente
poderíamos ter a pressão igual à zero, que representaria a pressão do vácuo
absoluto.
A pressão relativa define-se como a diferença entre a pressão absoluta e a
pressão atmosférica. Os aparelhos destinados a medir a pressão relativa são o
manômetro e também o piezômetro. É a escala de pressão que adota como zero
a pressão atmosférica local, o que justifica a afirmação que nesta escala existe:
pressões negativas (depressões ou vácuos técnicos), nulas e positivas.
Piezômetro é definido como um aparelho para avaliar a compressibilidade ou a
tensão dos líquidos. É constituída de um tubo simples de vidro graduado
vertical, aberto nos dois lados, conectado a massa de água.
Abaixo ilustramos a relação entre as pressões atmosférica (barométrica),
absoluta, manométrica e de vácuo. Temos vácuo quando a pressão é inferior à
atmosférica ou seja, pressões efetivas negativas.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Figura 1.11 - Exemplo de pressões atmosférica, absoluta e relativa em vasos de pressão
1.1.4. UNIDADES DE PRESSÃO
O pascal (cujo símbolo é Pa) é a unidade padrão de pressão no SI.
Equivale a força de 1 N aplicada sobre uma superfície de 1 m2. O nome desta
unidade é uma homenagem a Blaise Pascal, eminente matemático, físico e
filósofo francês.
Durante muito tempo a meteorologia métrica utilizou o milibar para medir
pressão. Após a mudança para o Sistema Internacional (SI), muitos
meteorologistas preferiram continuar usando a magnitude a que estavam
acostumados e não adotaram o prefixo multiplicador quilo (x 1000) e sim o
hecto (x 100). A tabela apresenta os valores para as transformações das
unidades:
Tabela 1.1 - Valores para conversão de unidades de pressão
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1.2. CALOR E TEMPERATURA
1.2.1. NOÇÕES GERAIS: O QUE É CALOR, O QUE É TEMPERATURA
O calor (abreviado por Q) é a energia térmica em trânsito de um corpo
para outro, motivada por uma diferença de temperatura. A energia de agitação
das partículas de um corpo é chamada de energia térmica do corpo. A
quantidade de energia térmica de um corpo depende de uma série de fatores,
como a sua massa, a substância de que é constituída, a temperatura. Logo não
há sentido em dizer que um corpo tem mais calor que outro. O calor é uma
energia que se transfere de um sistema para outro, sem transporte de massa, e
que não corresponde à execução de um trabalho mecânico. A unidade do
Sistema Internacional (SI) para o calor é o Joule (J).
A Temperatura é um parâmetro físico (uma função de estado) descritivo
de um sistema que vulgarmente se associa às noções de frio e calor, bem como
às transferências de energia térmica, mas que se poderia definir, mais
exatamente, sob um ponto de vista microscópico, como a medida da energia
cinética associada ao movimento (vibração) aleatório das partículas que
compõem o um dado sistema físico. Calor e temperatura. Você deve distinguir
cuidadosamente calor de temperatura. Quantidade de calor é a energia cinética
total das moléculas de um corpo, devida a seus movimentos irregulares.
O calor flui dos corpos de maior temperatura para os de menor
temperatura, a diferença de temperaturas faz o calor fluir. Quando dois corpos
em temperaturas diferentes são postos em contato, espontaneamente há
transferência de energia térmica do corpo mais quente para o corpo mais frio.
Sendo assim, a temperatura do mais quente diminui e a do mais frio aumenta
até que as duas se igualem. Nesse ponto, cessa a troca de calor e os corpos
atingiram o equilíbrio térmico e a correspondente temperatura é chamada de
temperatura final ou de equilíbrio.
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Figura 1.12 - Equilíbrio Térmico em dois corpos
Como medir quantidades de calor? Tudo que vive, desde os micróbios e
insetos, até os elefantes, está continuamente usando energia. Quando você está
repousando, você necessita de pouca energia alimentar. Quando você cava um
buraco ou joga futebol, você necessita mais energia. A energia utilizada para
realizar esses trabalhos provém dos alimentos que você ingere.
Usamos energia térmica para cozinhar os alimentos, para mover os trens
e navios e para fazer funcionar máquinas de certas fábricas. Se em sua casa se
usa carvão ou lenha para cozinhar, sua mãe se preocupa com que deixe pouco
resíduo e produza pouca fumaça. Acima de tudo ela se interessa pela energia
calorífica, que é produzida.
No dia-a-dia estamos constantemente entrando em contato com objetos
ou ambientes onde podemos ter a sensação de quente ou frio, percebendo
diferentes temperaturas. E é comum usarmos as palavras calor e temperatura
sem deixar clara a diferença existente entre as duas. Algumas expressões
podem até apresentar as palavras com seus conceitos trocados, como no caso
da expressão "como está calor hoje!" onde se usa a palavra calor para expressar
a temperatura do ambiente. A partir disso se deduz que as sensações de quente
e frio que temos também não são sensações de calor e sim de temperatura.
Na verdade, temperatura de um objeto ou meio é a medida de o quanto
estão agitados seus átomos e moléculas, enquanto que calor, ou energia
térmica, é a quantidade de energia envolvida nessa agitação molecular. Para
entender melhor, façamos uma analogia com duas piscinas, onde relacionamos
o volume de água com calor e os níveis da água nas piscinas relacionaram à
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temperatura. Duas piscinas de mesma profundidade e de tamanho diferentes
podem ter o mesmo nível de água.
Porém, obrigatoriamente, terão volumes diferentes de água. Podemos
concluir que dois objetos com a mesma temperatura podem possuir quantidades
diferentes de calor.
A distinção fica mais clara pelo seguinte exemplo. A temperatura de um
copo de água fervente é a mesma que a da água fervente de um balde.
Contudo, o balde de água fervente tem uma maior quantidade de energia que o
copo de água fervente. Portanto, a quantidade de calor depende da massa do
material, a temperatura não. Embora os conceitos de calor e temperatura sejam
distintos, eles são relacionados. A temperatura de uma parcela de ar pode
mudar quando o ar ganha ou perde calor, mas isto não é sempre necessário,
pois pode haver também mudança de fase da água contida no ar ou mudança
de volume da parcela de ar, associada com o ganho ou perda de calor. Quando
calor entra em um corpo, ele aquece, e quando sai do corpo ele esfria. Para
relacionar entre si calor e temperatura, lembra-se o que segue:
Quanto maior a quantidade de calor, mais aquecemos o corpo, e,
portanto, maior será a variação de temperatura. Uma mesma quantidade de
calor aquece muito um corpo pequeno e pouco um corpo grande ou a variação
da temperatura é proporcional à quantidade de calor.
Escalas de Temperaturas
Vamos mencionar três escalas: a Celsius, a Fahrenheit e a Kelvin (ou
absoluta). A escala Fahrenheit é muito usada em países de Língua Inglesa,
principalmente Estados Unidos e Inglaterra. A escala Kelvin também é usada
para fins científicos. O ponto de fusão do gelo corresponde a 0 ºC na escala
Celsius, 32 ºF na escala Fahrenheit e 273 K na escala Kelvin. O ponto de
ebulição da água corresponde, respectivamente, a 100 ºC 212 ºF e 373 K. O
ponto zero da escala Kelvin (zero absoluto) corresponde, ao menos
teoricamente, à temperatura na qual cessa o movimento molecular e o objeto
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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não emite radiação eletromagnética. Não há temperaturas abaixo dessa. A
seguir, relações entre as diversas escalas:
Existe uma equação que pode ser usada para fazer estas conversões.
Com ela pode-se transformar ºF em ºC, K em ºC e ºF em K, e outras
transformações mais que sejam necessárias. Veja a equação abaixo:
1.2.2. MODOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR
Transferência de calor é a passagem de energia térmica (que durante a
transferência recebe o nome de calor) de um corpo para outro de uma parte
para outra de um mesmo corpo. Os processos pelos quais ocorre transferência
de calor são condução, convecção e radiação.
Condução é um dos meios de transferência de calor que geralmente
ocorre em materiais sólidos é a propagação do calor por meio do contato de
moléculas de duas ou mais substâncias com temperaturas diferentes (metais,
madeiras, cerâmicas, etc.). Condução é a transferência de calor através de um
corpo, de molécula a molécula e ela ocorre dentro de uma substância ou entre
substâncias que estão em contato físico direto. Na condução a energia cinética
Figura 1.13 - Relação entre as escalas termométricas
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Figura 1.15 - Condução de calor em uma parede de alvenaria
dos átomos e moléculas (isto é, o calor) é transferida por colisões entre átomos
e moléculas vizinhas. O calor flui das temperaturas mais altas (moléculas com
maior energia cinética) para as temperaturas mais baixas (moléculas com
menor energia cinética).
A capacidade das substâncias para conduzir calor (condutividade) varia
consideravelmente. Via de regra, sólidos são melhores condutores que líquidos e
líquidos são melhores condutores que gases. Num extremo, metais são
excelentes condutores de calor e no outro extremo, o ar é um péssimo condutor
de calor. Consequentemente, a condução só é importante entre a superfície da
Terra e o ar diretamente em contato com a superfície.
Como meio de transferência de calor para a atmosfera como um todo a
condução é o menos significativo e pode ser omitido na maioria dos fenômenos
meteorológicos. Quando a transferência de energia ocorrer em um meio
estacionário, que pode ser um sólido ou um fluido, em virtude de um gradiente
de temperatura, usamos o termo transferência de calor por condução.
Convecção somente ocorre em líquidos e gases. Consiste na transferência
de calor dentro de um fluído através de movimentos do próprio fluído, ou seja,
um material aquecido é transportado de tal maneira a deslocar outro material
mais frio. O calor ganho na camada mais baixa da atmosfera através de
radiação ou condução é mais frequentemente transferido por convecção. A
convecção ocorre como consequência de diferenças na densidade do ar. Quando
o calor é conduzido da superfície relativamente quente para o ar sobrejacente,
este ar torna-se mais quente que o ar vizinho. Ar quente é menos denso que o
ar frio de modo que o ar frio e denso desce e força o ar mais quente e menos
Figura 1. 14 - Condução de calor em uma barra metálica
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Figura Error! No text of specified style in document.. 17 - Convecção de calor através de uma geladeira
Figura 1.18 - Convecção de calor através de uma panela com água
em ebulição
denso a subir. O ar mais frio é então aquecido pela superfície e o processo é
repetido. Desta forma, a circulação convectiva do ar transporta calor
verticalmente da superfície da Terra para a troposfera, sendo responsável pela
redistribuição de calor das regiões equatoriais para os polos. O calor é também
transportado horizontalmente na atmosfera, por movimentos convectivos
horizontais. O termo convecção é usualmente restrito à transferência vertical de
calor na atmosfera.
Neste exemplo, o ar quente por ser menos denso que o ar frio sobe,
fazendo assim que o ar frio desça até que haja o equilíbrio térmico, fazendo
assim a troca de calor por convecção.
O mesmo acontece na geladeira residencial – o ar frio, mais denso, tende
a descer, empurrando o ar quente, menos denso, assim havendo troca térmica
até o sistema entrar em equilíbrio térmico.
Um exemplo bastante conhecido de convecção natural é o aquecimento de
água em uma panela doméstica. Para este caso, o movimento das moléculas de
água pode ser observado claramente.
Figura 1.16 - Convecção de calor através de um ar condicionado
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Figura 1.19 - Radiação de calor do sol através do espaço
Radiação consiste em um fenômeno de ondas eletromagnéticas viajando
com a velocidade da luz, é o modo de transporte de energia calorífica no espaço
vazio ou vácuo. Como a radiação é a única que pode ocorrer no espaço vazio,
esta é a principal forma pela qual o sistema Terra-Atmosfera recebe energia do
Sol e libera energia para o espaço. Um corpo negro é aquele que toda a energia
radiante que incide sobre ele é absorvida. Em equilíbrio térmico, um corpo negro
emite tanta energia quanto ele absorve. Portanto, um bom absorvedor de
radiação é também um bom emissor de radiação.
Radiação ultravioleta
Queima a pele (10 minutos de solda = 1
dia de praia)
Exposição contínua leva a cegueira.
Ponto branco que se observa na abertura
do arco.
Radiação infravermelha
Queima a pele e cauteriza a retina.
Processos de transferência de calor ocorrendo em
um mesmo evento.
Figura 1.20 - Radiação de calor através de soldagem
Figura Error! No text of specified style in document.. 22 - Processos de
transferência de calor em uma garrafa térmica
Figura 1.21 - Transferência de calor no aquecimento de um bule e uma frigideira
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 72
O fogo transfere calor através de radiação para o local de aquecimento do
bule e da frigideira; a água aquece-se através de convecção e o calor da
frigideira chega até a mão através de condução do calor.
1.2.3. CALOR ESPECÍFICO E CALOR SENSÍVEL
Colocando um pedaço de ferro na chama de uma vela, observa-se que o
calor fornecido pela chama provoca uma variação da temperatura
(aquecimento) o ferro.
Colocando um pedaço de gelo que se encontra seu ponto de fusão na
chama de uma vela, nota-se que o calor fornecido pela chama provoca uma
mudança de estado (fusão) do gelo. Portanto quando um corpo cede ou recebe
calor, este pode produzir no corpo dois efeitos diferentes: variação da
temperatura ou mudança de estado.
Calor específico (c)
ao contrário da capacidade térmica, o calor específico não é característica do corpo,
mas sim característica da substância. Corresponde à quantidade de calor recebida ou
cedida por 1 g da substância que leva a uma variação de 1°C na temperatura do corpo em
questão. É dado pela relação da capacidade térmica do corpo pela sua massa. É
representado pela letra c (minúscula) e é medido em cal/g.°C ou cal/g.K. c = C/m
Onde c é o calor específico, C é a capacidade térmica e m é a massa.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Substância Calor Específico
(cal/g.°C)
Água 1,0
Álcool 0,58
Alumínio 0,22
Ar 0,24
Carbono 0,12
Chumbo 0,031
Cobre 0,094
Ferro 0,11
Gelo 0,5
Hélio 1,25
Hidrogênio 3,4
Latão 0,092
Madeira 0,42
Mercúrio 0,033
Nitrogênio 0,25
Ouro 0,032
Oxigênio 0,22
Prata 0,056
Rochas 0,21
Vidro 0,16
Zinco 0,093
Tabela 1.2 - Tabela de o calor específico de algumas substâncias à
pressão constante de 1 atm.
Calor sensível
É aquele que provoca variação da temperatura.
Capacidade térmica (C)
É uma característica do corpo. A capacidade térmica corresponde à
quantidade de calor (recebida ou cedida) que leva a uma variação de 1°C na
temperatura do corpo. É dada pela relação da quantidade de calor recebida por
um corpo e a variação de temperatura sofrida pelo mesmo. É representada pela
letra C e é medida em calorias por grau Celsius (cal/°C) ou caloria por Kelvin
(cal/K).
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Onde C é a Capacidade térmica, Q é a quantidade de calor recebida ou
cedida pelo corpo e Δt é a variação de temperatura sofrida pelo corpo.
A quantidade de calor sensível (Q) que um corpo de massa m recebe é
diretamente proporcional ao seu aumento de temperatura. Logo, podemos
calcular a quantidade de calor sensível usando a seguinte fórmula:
Calor latente é aquele que provoca mudança de estado físico.
Calor latente (L)
É a quantidade de calor que a substância troca por grama de massa
durante a mudança de estado físico. É representado pela letra L. É medido em
caloria por grama (cal/g).
Para calcular o calor latente é necessário utilizar a seguinte expressão:
Onde Q é a quantidade de calor recebida ou cedida pelo corpo, m é a
massa do corpo e L é o calor latente.
Figura 1.23 - Calor sensível e Calor Latente
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Figura 1.24- Transferência de calor à temperatura constante em uma estufa
1.2.4. TRANSFERÊNCIA DE CALOR À TEMPERATURA CONSTANTE
Uma chaleira está esquentando água no fogão. À medida que a superfície
metálica se aquece, calor é transmitido para a água até se atingir o ponto de
ebulição. O que se nota na ebulição é que o líquido está a uma temperatura
constante. Não existe um gradiente de temperatura, como é o caso do calor por
condução. O único gradiente que existe é entre a superfície da chaleira em
contato com a água é a chaleira propriamente dita. O conceito de regime de
transferência de calor pode ser mais bem entendido através de exemplos.
Analisemos, por exemplo, a transferência de calor através da parede de uma
estufa qualquer. Consideremos duas situações: operação normal e desligamento
ou religamento.
Durante a operação normal,
enquanto a estufa estiver ligada a
temperatura na superfície interna da
parede não varia. Se a temperatura
ambiente externa não varia
significativamente, a temperatura da
superfície externa também é constante. Sob estas condições a quantidade de
calor transferida para fora é constante e o perfil de temperatura ao longo da
parede, mostrado na figura abaixo, não varia. Neste caso, dizemos que
estamos no regime permanente, ou temperatura constante.
1.2.5. VAPOR SATURADO E VAPOR SUPERAQUECIDO
Vapor superaquecido e vapor saturado às vezes se confundem em suas
aplicações.
Vapor é um gás à temperatura abaixo da temperatura crítica, de modo
que ele pode ser liquefeito por compressão, sem baixar a temperatura. Sob o
ponto de vista termodinâmico, gás e vapor possuem o mesmo significado
prático. O vapor d'água, água no estado gasoso, é o fluido de trabalho mais
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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usado na indústria para aquecimento, limpeza e reação de processo. O vapor
d'água é gerado na caldeira.
Eis um assunto que traz dúvidas a um bom número de pessoas: vapor
saturado versus vapor superaquecido. Qual é mais econômico? Qual é mais
eficiente? Onde se deve aplicar um e outro?
Vapor saturado é a camada mais próxima da superfície líquida, encontra-
se no limiar do estado líquido e gasoso, podendo apresentar-se seca ou úmida.
O vapor saturado, ao contrário, é composto por uma mistura a de água e vapor,
cuja temperatura se mantém constante em relação à sua pressão, e é
justamente esta característica que lhe confere maior facilidade no controle de
temperatura de processos, portanto, é o tipo de vapor mais utilizado na maioria
das aplicações industriais, que não requerem isenção de umidade ou altas
temperaturas.
Vapor superaquecido é aquele que possui
temperatura mais elevada que a do vapor saturado.
Para obtê-lo, é necessário aquecer o vapor saturado,
mantendo inalterada a sua pressão. O vapor passa a
condição de superaquecimento quando ultrapassa
temperaturas de saturação de uma determinada
pressão. O vapor superaquecido é isento de umidade e
comporta-se nas tubulações como gás.
Graças a estas qualidades, é o perfeito para alimentação de turbinas
geradoras de energia elétrica ou motora, e este é de fato sua principal
aplicação. Isso por que as turbinas não podem receber umidade, sob o risco de
sofrerem danos em seus componentes.
Mesmo sendo isentas de água, as linhas de vapor superaquecido devem
ser drenadas sempre, uma vez que em inícios ou paradas de processo pode
ocorrer uma formação de condensado, colocando em risco o funcionamento da
turbina. Nas linhas de vapor superaquecido, os pontos de drenagem devem ser
instalados a cada 50 metros, um pouco mais distantes do que se verifica nas
linhas de vapor saturado.
Figura 1.25 - Vapor saturado em uma panela
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Os purgadores para vapor superaquecido, todos do tipo termodinâmico,
são desenvolvidos especialmente para esta função. Para atender as
necessidades típicas desta aplicação, eles têm as superfícies do disco e da
cabeça da sede tratadas especialmente para proporcionar vedação impecável.
Após movimentar uma turbina, o vapor superaquecido é expelido como vapor de
menor pressão e temperatura, com características próximas do vapor saturado.
Para reaproveitar a exaustão do vapor superaquecido, é conveniente e
recomendável saturá-lo para aproveitar as propriedades do vapor saturado, que
é mais adequado para aplicações de aquecimento.
Devido a esta possibilidade, muitas indústrias preferem gerar apenas
vapor superaquecido e aplicá-lo em todas as suas operações. Não se obtém
grandes vantagens usando-o em operações de aquecimento, por que, mesmo
tendo temperatura mais alta, com o acréscimo de energia que possui na
transferência para o processo ocasionará um tempo para execução desta tarefa,
que será maior que o vapor saturado.
Assim, você terá consumido mais combustível para produzir um vapor que
renderá menos na aplicação. Moral da história: manter cada tipo de vapor na
aplicação ideal é a melhor forma de economizar tempo.
2. CALDEIRAS - CONDIÇÕES GERAIS
São equipamentos que transformam água no estado líquido em vapor a
pressões superiores à atmosférica e temperaturas iguais ou superiores à
temperatura de saturação, utilizando para isso calor obtido de qualquer fonte de
energia.
A NR-13 é a norma do ministério do Trabalho que regula a operação de
caldeiras. Para efeito desta norma, as caldeiras são classificadas em três
categorias:
Categoria A - Pressão igual ou superior a 1960 kPa ou 19,98 kgf/cm2;
Categoria B - Pressão igual ou inferior a 588 kPa ou 5,99 kgf/cm2 e
volume igual ou inferior a 100L;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Figura 2.1 – Caldeira flamotubulares
Categoria C - Todas as outras não enquadradas nas outras categorias.
2.1. TIPOS DE CALDEIRAS E SUAS UTILIZAÇÕES
As caldeiras podem ser classificadas segundo vários critérios, além dos
usados na NR-13. Os principais critérios utilizados para classificar caldeiras são:
posição relativa dos gases e da água, energético utilizado, posicionamento dos
tubos e tipo de fornalha.
Classificação quanto à localização relativa da água e dos gases:
Quanto à localização relativa da água e dos gases, as caldeiras se dividem
em flamotubulares e aquatubulares.
2.1.1. CALDEIRAS FLAMOTUBULARES
São constituídas de um corpo cilíndrico, responsável por armazenar água
e vapor sob pressão. O corpo é atravessado por uma série de tubos por onde
passam gases quentes de combustão, sendo a troca térmica realizada por
condução através das paredes dos tubos.
Este tipo de caldeira possui como
vantagens os baixos custos de aquisição
e manutenção, devido a sua construção
simplificada, além se serem flexíveis a
aumentos instantâneos de demanda de
vapor. Em contrapartida, possuem baixa
capacidade de produção de vapor, baixo
rendimento térmico, permitem somente
a obtenção de vapor saturado e
trabalham a pressões baixas (até no
máximo 20 kgf/cm2).
Utilização: São utilizadas em sistemas de aquecimento e pequenas
instalações industriais, com destaque para a produção de alimentos e bebidas.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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2.1.2. CALDEIRAS AQUATUBULARES
São caldeiras em que a água circula por dentro de uma tubulação,
enquanto os gases quentes circulam por fora desta tubulação. Geralmente
possuem dois reservatórios, sendo um para água líquida e o outro para água
líquida e vapor, sendo estes interligados por uma série de tubos que compõe a
tubulação de troca térmica.
Entre as vantagens deste tipo construtivo se destacam a maior capacidade
de produção de vapor, o maior rendimento térmico, a possibilidade de trabalhar
com pressões mais elevadas, inclusive acima do ponto crítico da água, e a
possibilidade de instalação de superaquecedores de vapor. Como desvantagens
se destacam o alto custo e a dificuldade de manutenção, devido à complexidade
do equipamento.
Utilização: São utilizadas em médias e grandes instalações industriais e
em usinas de geração de energia elétrica.
Classificação quanto à energia utilizada para o aquecimento:
Quanto ao energético utilizado, às caldeiras se dividem em caldeiras a
combustíveis sólidos, caldeiras a combustíveis líquidos, caldeiras elétricas e
caldeiras de recuperação. Existem também, em menor escala, caldeiras que
utilizam fontes alternativas de energia, como energia solar e geotérmica.
Figura 2. 2 – Caldeira aquatubular
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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2.1.3. CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS
São caldeiras que utilizam combustível sólido como energético. São
exemplos deste tipo as caldeiras a carvão, lenha e bagaço de cana. Estas
caldeiras se diferenciam das outras pela sua fornalha, as quais podem ser
projetadas para queima de combustível pulverizado, queima em grelha ou em
leito fluidizado. São caldeiras que geram grande quantidade de rejeitos.
2.1.4. CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS
São caldeiras que trabalham com combustíveis líquidos, geralmente
derivados de petróleo como o óleo combustível e o diesel. Para atingir a
viscosidade correta para a queima e uma chama estável, o óleo necessita de
aquecimento prévio e nebulização, sendo assim, para viabilizar sua utilização, é
necessária a existência de um tanque para armazenagem, um sistema de
bombeamento e um sistema de aquecimento.
A desvantagem deste tipo de queima é a possibilidade de corrosão nas
partes frias da caldeira e a poluição atmosférica causada pelos contaminantes
presentes no óleo.
2.1.5. CALDEIRAS A GÁS
São caldeiras que utilizam o gás natural, o GLP, o gás de refinaria e gases
residuais de processo. Por ser um tipo de combustível que gera baixo nível de
poluentes, não causa corrosão nas partes frias do equipamento.
Estas caldeiras possuem rendimento energético superior se comparadas às
que trabalham com combustíveis sólidos ou líquidos, característica esta que
aliada à disponibilidade de combustível e facilidade de transporte deste, além da
vantagem de não gerar quantidades significativas de resíduos sólidos, faz com
que este tipo de caldeira seja preferido atualmente em grande parte das
aplicações industriais.
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2.1.6. CALDEIRAS DE RECUPERAÇÃO
São caldeiras que aproveitam o calor sensível dos gases quentes residuais
de processos industriais para promover o processo de vaporização.
Exemplos: caldeiras de CO nas refinarias, ciclos combinados em turbinas a
gás, nas fábricas de ácido sulfúrico para baixar a temperatura do SO2 até as
condições exigidas pelo processo.
2.1.7. CALDEIRAS ELÉTRICAS
São constituídas basicamente de um vaso de pressão contendo água, que
possui em seu interior componentes elétricos destinados ao fornecimento de
calor. Estes componentes de aquecimento podem ser resistências, eletrodos ou
outros componentes, conforme as características de cada equipamento.
A maior vantagem deste tipo de caldeira é a não emissão de gases e
outros tipos de resíduos de combustão, além de outras vantagens relacionadas
a não utilização de combustíveis. O alto custo da energia elétrica tem limitado
bastante sua utilização.
Utilizações: Utilizadas em saunas, hotéis, restaurantes e outras pequenas
aplicações.
2.2. PARTES DE UMA CALDEIRA
2.2.1. PARTES DE UMA CALDEIRA FLAMOTUBULARES
Corpo
Construído a partir de chapas de aço carbono calandradas e soldadas,
constitui o reservatório onde são mantidos a água e o vapor sob pressão. Suas
características construtivas definem a capacidade de produção de vapor e a
pressão de trabalho da caldeira.
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Figura 2.4 – Espelho
Espelhos
Constituem em duas chapas planas soldadas nas
extremidades do corpo, sendo responsáveis pelo
fechamento deste e pelo posicionamento e fixação do
feixe tubular, que pode ser fixado por solda ou por
mandrilamento.
Feixe Tubular
É constituído pelos tubos de troca térmica, são
fixados aos espelhos e passam por dentro do corpo. Os
gases quentes provenientes da combustão percorrem o
interior destes tubos, que possuem sua parte externa
em contato com a água contida no corpo, promovendo
assim o aquecimento e vaporização da água.
Caixa de fumaça
Em algumas caldeiras, os gases de combustão atravessam a o corpo mais
de uma vez, aumentando assim o rendimento térmico desta. A caixa de fumaça
é o local por onde os gases da combustão fazem esta reversão no seu trajeto,
para então passar novamente pelo interior da caldeira (pelo feixe tubular).
Figura 2.3 – Corpo
Figura 2.5 – Feixe tubular
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Figura 2.6 – Caixa de Fumaça
Figura 2.7 - Tubulão Superior
2.2.2. PARTES DE UMA CALDEIRA AQUATUBULAR
Tubulão Superior (Tambor de Vapor)
Consiste em um tambor fabricado em aço de alta qualidade onde a água e
o vapor permanecem em equilíbrio. Este elemento
recebe a água de alimentação, e nele são instaladas as
saídas de vapor.
No interior do tubulão superior geralmente há
elementos que atuam como filtros de vapor, para evitar
que partículas sólidas e líquidas sejam arrastadas pelo
fluxo de vapor.
Tubulão Inferior (Tambor de Lama)
O tubulão inferior, ou tambor de lama,
também consiste em um tambor fabricado em
aço. Possuem, em geral, dimensões menores que
o tubulão superior.
No tubulão inferior estão instaladas tomadas
para purga ou descarga de fundo, utilizadas para
remover lama e resíduos sólidos.
Feixe Tubular
É constituído por uma série de tubos que interligam os tubulões superior e
inferior, pode ser formado por tubos retos ou curvos. Os tubos de descida
Figura 2.8 –Tubulão Inferior
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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contendo água são chamados de downcomer, enquanto os tubos de subida de
água e vapor são chamados de risers.
O fluxo de água por estes tubos pode ser natural, por diferença de
densidade, ou forçado, através da utilização de bombas, sendo esta ultima
utilizada quando a caldeira trabalha sob pressões muito elevadas.
Superaquecedor
São superfícies de troca de calor que têm por
objetivo fornecer energia ao vapor saturado, de modo
a transformá-lo em vapor superaquecido, visando
aumentar a disponibilidade de energia contida no
mesmo. Os tubos são convenientemente espaçados
para que os gases de combustão circulem entre eles e
devem ser fabricados em aço especial para resistir a
altas temperaturas.
Os superaquecedores podem ser drenáveis ou não drenáveis. Podem ser
ainda de convecção, radiação ou mistos, conforme a zona de calor em que se
encontrem.
Pré-aquecedores de ar a gases de combustão
São equipamentos que aproveitam o calor dos gases quentes que saem da
caldeira para elevar a temperatura do ar para a combustão, aumentando assim
a eficiência da caldeira.
Existem dois tipos principais de pré-aquecedores de ar a gases de
combustão, os tubulares e os regenerativos.
Pré-aquecedores tubulares
São constituídos de um feixe tubular fixado em espelho e inserido em um
invólucro metálico integrante da caldeira.
Figura 2. 9 –Superaquecedor
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Pré-aquecedores regenerativos
Constituídos de um rotor inteiramente metálico contendo um material de
enchimento, geralmente cestas contendo malha metálica, para facilitar o
transporte de calor. Este rotor gira a baixa rotação e, a cada revolução, o
conjunto recebe calor dos gases quentes e cede calor ao ar frio.
Pré-aquecedores de ar a vapor
Têm a função de impedir que o ar chegue muito frio no pré-aquecedor de
ar a gases de combustão causando a queda da temperatura dos gases de
combustão para aquém de seu ponto de orvalho e provocando corrosão.
Pré-aquecedores de água
Tem a função de elevar a temperatura da água até uma temperatura
próxima a de saturação para evitar possíveis tensões nos componentes
metálicos e queda de pressão no tubulão, além de aumentar no rendimento da
caldeira.
Existem dois tipos principais, os economizadores, que aproveitam o calor
dos gases de combustão, e os aquecedores a vapor, que possuem por função
não permitir que a água chegue muito fria nos pré-aquecedores.
Fornalha
A fornalha, também chamada de câmara de combustão, é a parte da
caldeira onde ocorre a combustão propriamente dita. De acordo com o tipo de
combustível a ser queimado, as fornalhas podem ser classificadas em: queima
em suspensão, queima em grelhas e queima em leito fluidizado. As fornalhas de
queima em suspensão têm aplicação mais abrangente, por permitirem a queima
de óleo, carvão ou gás. As fornalhas com grelha ou leito fluidizado são usadas
apenas para combustíveis sólidos.
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As fornalhas de queima em suspensão utilizam queimadores, que são
equipamentos instalados na fornalha, destinados a promover a combustão do
óleo, gás ou carvão pulverizado.
Conforme a tiragem, forçada ou induzida, a fornalha pode trabalhar com
pressões acima ou abaixo da pressão atmosférica.
Queimadores
São equipamentos destinados a introduzir continuamente o combustível e
o ar dentro da fornalha, mantendo a combustão dentro de parâmetros pré-
determinados. O queimador é composto de registro e maçarico, sendo que os
registros regulam a quantidade de ar para os maçaricos.
O maçarico é o elemento que se destina a receber o combustível e
atomizá-lo (dividir o combustível em gotículas finas ou névoa). Há maçaricos
para óleo combustível, diesel, gás, carvão pulverizado, entre outros.
A atomização do combustível é conseguida através de um agente
pulverizante que pode ser de pulverização mecânica, a vapor ou a ar.
Os queimadores para gás se dividem em aspirantes e de queima direta.
Os mais utilizados são os de queima direta, onde o gás é injetado puro,
diretamente na zona de combustão, através de bicos com furos de pequeno
diâmetro, podendo existir até oito ou mais bicos por queimador.
O bloco refratário é um conjunto de tijolos de forma circular localizado na
entrada da fornalha onde a chama do maçarico se projeta, possuindo como
finalidade manter a mistura homogênea e criar uma zona de alta temperatura
através da irradiação do calor, facilitando assim a combustão e mantendo a
Figura 2.10 – Fornalha
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forma da chama. A posição da lança do queimador deve ser de tal forma que o
cone de combustível pulverizado, já em combustão, seja praticamente tangente
ao bloco.
2.3. INSTRUMENTOS E DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE
CALDEIRA
2.3.1. DISPOSITIVO DE ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO
Injetores
Utilizam o próprio vapor da caldeira como meio de impulsão da água. São
utilizados em instalações pequenas ou como alimentador de emergência nas
grandes instalações.
Bombas de alimentação
Bombas são máquinas hidráulicas cuja função é movimentar água ou
outro líquido qualquer de um ponto para outro.
As bombas podem ser acionadas por motor elétrico, motor à explosão,
turbina a vapor ou praticamente qualquer outra fonte de energia mecânica.
As bombas mais utilizadas para alimentação de caldeiras são as bombas
alternativas e as bombas centrífugas de um ou mais estágios.
Figura 2.11 – Bombas centrífugas
Figura 2.12 – Bomba de pistão
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Bombas alternativas
São bombas em que a transferência de energia para o fluido se dá através
do movimento linear de um êmbolo ou pistão, que desliza no interior de uma
camisa, este movimento linear, que se dá de forma intermitente e altera o
volume de uma câmara interna da bomba, que possui válvulas para entrada e
saída de fluido.
No curso da aspiração, o movimento do elemento mecânico aumenta o
volume da câmara interna, reduzindo assim sua pressão e provocando
escoamento de líquido para seu interior, através das válvulas de admissão. No
curso de descarga, o elemento mecânico reduz o volume da câmara interna,
exercendo forças sobre o líquido e impelindo-o para o tubo de recalque, através
das válvulas de descarga. A descarga é intermitente e as pressões variam
periodicamente em cada ciclo.
Estas bombas imprimem pressões muito elevadas, mas sua vazão é baixa,
limitada a 50t/h.
Bombas centrífugas
As bombas centrífugas são bombas que têm como princípio de
funcionamento a força centrífuga, induzida no líquido através de palhetas e
impulsores presos a um rotor, que gira no interior de uma carcaça estanque,
jogando o líquido do centro para a periferia do conjunto girante. Nestas bombas,
o fluxo de saída se dá em direção perpendicular ao fluxo de entrada, que, por
sua vez, segue o eixo de rotação do rotor.
As bombas centrífugas imprimem pressões mais baixas que as bombas
alternativas, no entanto, quando utilizam múltiplos estágios podem atingir
pressões altas o suficiente para atender a maioria das aplicações em
alimentação de caldeiras, com a vantagem de serem mais flexíveis e
promoverem um escoamento de vazão constante.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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2.3.2. INDICADORES DE NÍVEL
Visores de nível
O visor de nível é um equipamento baseado no princípio dos vasos
comunicantes que permite ao operador observar diretamente o nível da água da
caldeira. Geralmente são redundantes, possuindo válvulas de bloqueio e
drenagem para que possam ser liberados para manutenção.
Boia ou flutuador
Neste sistema, a indicação de nível é obtida através a posição de uma boia
ou flutuador. A medição pode ser feita de forma contínua ou descontínua.
Sistema de boia para medição contínua
Consiste em uma boia presa a um cabo que tem sua extremidade ligada a
um contrapeso. No contrapeso pode ser fixo um ponteiro que indicará
diretamente o nível em uma escala. O deslocamento do cabo pode ainda ser
medido por um dispositivo eletrônico.
Sistema de boia para medição descontínua
Consiste em duas ou mais boias localizadas a alturas diferentes que
indicam quando o líquido está a um nível acima ou abaixo de sua posição.
Quando o nível do líquido sobe acima da boia, esta é deslocada para cima
devido ao empuxo, em contrapartida, quando o nível do líquido cai abaixo da
boia esta é deslocada para baixo devido ao seu peso. As boias são instaladas de
Figura 2.13 – Visor de nível
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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tal forma que estes deslocamentos promovem a abertura ou fechamento de
contatos elétricos, indicando assim se o nível de líquido está acima ou abaixo de
suas posições.
Sistemas de eletrodos
Estes sistemas são empregados para fornecer indicação apenas quando o
nível atinge certos pontos desejados.
Nos líquidos que conduzem eletricidade podemos mergulhar eletrodos
metálicos de comprimentos diferentes. Quando houver condução entre os
eletrodos teremos a indicação de que o nível atingiu a altura do eletrodo
alcançado pelo líquido.
Medição de nível por pressão diferencial
Neste tipo de medição, são comparadas as pressões de dois pontos com
alturas diferentes, um ponto próximo ao topo do equipamento (acima do nível
do líquido) e outro próximo ao fundo do equipamento (abaixo do nível do
líquido).
A tubulação de impulso do ponto inferior é conectada à câmara de alta
pressão do transmissor de nível. A pressão atuante na câmara de alta é a soma
da pressão exercida pelo vapor contido acima da superfície do líquido e a
Figura 2.14 – Medição contínua e descontínua de nível por boia
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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pressão exercida pela coluna de líquido no fundo do reservatório. A câmara de
baixa pressão do transmissor de nível é conectada na tubulação de impulso do
ponto superior onde atua somente a pressão exercida pelo vapor contido acima
da superfície do líquido.
Medição de nível capacitivo
A capacitância é uma grandeza elétrica que existe entre duas superfícies
condutoras isoladas entre si. O medidor de nível capacitivo mede as
capacitâncias do capacitor formado pelo eletrodo submergido no líquido em
relação às paredes do tanque. A capacidade do conjunto depende do nível do
líquido.
Em líquidos ou fluidos não condutores se empregam eletrodos normais.
Em líquidos ou fluídos condutores o eletrodo é isolado normalmente com teflon.
À medida que o nível do tanque for aumentando o valor da capacitância
aumenta progressivamente à medida que o dielétrico ar é substituído pelo
dielétrico líquido a medir.
A capacitância é convertida por um circuito eletrônico numa corrente
elétrica, sendo este sinal indicado em um medidor.
Figura 2.15 - Medições de nível por pressão diferencial
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 92
2.3.3. SISTEMA DE CONTROLE DE NÍVEL
Este controle é feito através da variação da vazão da água de alimentação
da caldeira utilizando os dados fornecidos pelos indicadores de nível. Existem
vários tipos de controle de nível. Alguns deles muito simples, como o que
somente liga a bomba de alimentação ou abre a válvula de alimentação quando
o nível cai, operando somente em duas posições (on/off). Esses tipos de
controle utilizam indicadores descontínuos de nível e só funcionam em
instalações com vazão de vapor muito baixa.
Em instalações de médio e grande porte, é comum o uso de transmissores
de pressão diferencial com instrumentação pneumática ou elétrica. Esses
controladores, por sua vez, irão atuar na válvula de admissão de água.
2.3.4. INDICADORES DE PRESSÃO
Os indicadores de pressão, também chamados manômetros, são
instrumentos utilizados para medir a pressão de líquidos, gases e vapores. Os
manômetros estão entre os mais importantes instrumentos das caldeiras, pois o
controle da pressão é fundamental para garantir a segurança e a manutenção
das condições operacionais dos geradores de vapor.
Manômetro tubo Bourdon
O Tubo de Bourdon consiste em um tubo com seção oval, disposto em
forma de “C”, espiral ou helicoidal, tem uma de sua extremidade fechada,
estando à outra aberta à pressão a ser medida.
Figura 2.16 - Manômetro, pressostato e sensor de pressão
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |93
Com a pressão agindo em seu interior, o tubo tende a tomar uma seção
circular resultando um movimento em sua extremidade fechada. Esse
movimento através de engrenagens é transmitido a um ponteiro que irá indicar
uma medida de pressão em uma escala graduada.
Manômetro fechado
Esse tipo tem duas aplicações típicas. Uma para locais expostos ao tempo
e outra em locais sujeitos a pressões pulsantes.
No primeiro caso, a caixa é constituída com um grau de proteção, definida
por norma, que garante a condição de hermeticamente fechada.
No segundo caso, a caixa é preenchida em 2/3 com óleo ou glicerina para
proteger o Bourdon e o mecanismo interno do manômetro contra pressões
pulsantes ou vibrações mecânicas. Esse enchimento aumenta a vida útil do
manômetro.
Manômetro de pressão diferencial
Este tipo construtivo é adequado para medir a diferença de pressão entre
dois pontos quaisquer do processo. É composto de dois tubos de Bourdon
dispostos em oposição e interligados por articulações mecânicas.
A pressão indicada é resultante da diferença de pressão aplicada em cada
Bourdon.
Figura 2.17 - Construção básica do manômetro de Bourdon
tipo “C”
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Manômetro com selagem líquida
Em processos industriais que manipulam fluidos corrosivos, viscosos,
tóxicos, sujeitos à alta temperatura e/ou radioativos, a medição de pressão com
manômetro tipo elástico se torna impraticável, pois o Bourdon não é adequado
para essa aplicação. Nesse caso, a solução é recorrer à utilização de algum tipo
de isolação para impedir o contato direto do fluido do processo com o Bourdon.
Existem basicamente dois tipos de isolação, (que tecnicamente é chamado
de selagem), utilizada. Um com selagem líquida, utilizando um fluido líquido
inerte em contato com o Bourdon e que não se mistura com o fluido do
processo. Nesse caso é usado um pote de selagem conforme mostrado na
figura. Outro, também com selagem líquida, porém utilizando um diafragma
como selo. O fluido de selagem mais utilizado nesse caso é a glicerina, por ser
inerte a quase todos os fluidos. Este método é o mais utilizado e já é fornecido
pelos fabricantes quando solicitados
2.3.5. ACESSÓRIOS PARA MANÔMETROS
Amortecedores de pulsação
Os amortecedores de pulsação tem por finalidade restringir a passagem do
fluido do processo até um ponto ideal em que a frequência de pulsação se torne
nula ou quase nula. Esse acessório é instalado em conjunto com o manômetro
Figura 2.18 - Pote de Selagem
Figura 2.19 - Manômetro com selo de diafragma
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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com objetivo de estabilizar ou diminuir as oscilações do ponteiro em função do
sinal pulsante. Esta estabilização do ponteiro possibilita a leitura da pressão e
também aumenta a vida útil do instrumento.
Sifões
Os sifões são utilizados, além de selo, para “isolar” o calor das linhas de
vapor de água ou líquidos muito quentes, cuja temperatura supera o limite
previsto para o instrumento de pressão. O líquido que fica retido na curva do
tubo-sifão esfria e é essa porção de líquido que irá ter contato com o sensor
elástico do instrumento, não permitindo que a alta temperatura do processo
atinja diretamente o mesmo.
Supressor de pressão
Esse acessório tem por finalidade proteger os manômetros de pressões
que ultrapassem ocasionalmente, as condições normais de operação. Ele é
recomendável nesses casos para evitar ruptura do elemento de pressão.
Instrumentos de transmissão de sinal
Os instrumentos de transmissão de sinal de pressão têm a função de
enviar informações à distância das condições atuais de processo dessa variável.
Essas informações são enviadas, de forma padronizada, através de diversos
tipos de sinais.
Figura 2.20 - Tipos de Sifão
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Transmissores pneumáticos
Esses transmissores possuem um elemento de transferência que converte
o sinal detectado pelo elemento receptor de pressão em um sinal de
transmissão pneumático.
Nesses dispositivos, um mecanismo constituído por uma lâmina metálica,
denominada de palheta, e por um orifício específico de exaustão de ar,
denominado de bico, é utilizado como elemento de conversão e um dispositivo
amplificador de sinais pneumáticos, denominado relé piloto é utilizado para
prover a saída de um sinal linear variável de 0,2 a 1,0 kgf/cm2.
Transmissores eletrônicos analógicos
Esses transmissores, sucessores dos pneumáticos, possuem elementos de
detecção similares aos dos pneumáticos, porém utilizam elementos de
transferência que convertem o sinal de pressão detectado em sinal elétrico
padronizado de 4 a 20 mA dc. Existem vários princípios físicos relacionados com
as variações de pressão que podem ser utilizados como elemento de
transferência. Os mais utilizados nos transmissores são:
a) Fita Extensiométrica (Strain Gauge)
É um dispositivo que mede a deformação elástica sofrida pelos sólidos quando estes
são submetidos ao esforço de tração ou compressão. São na realidade fitas metálicas
fixadas adequadamente nas faces de um corpo a ser submetido ao esforço de tração ou
compressão e que tem sua seção transversal e seu comprimento alterado devido a esse
esforço imposto ao corpo, o que altera seu valor de resistência elétrica. Essas fitas são
interligadas em um circuito tipo ponte de WHEATSTONE ajustada e balanceada para
condição inicial e que ao ter os valores de resistência da fita mudada pela variação da
pressão, sofre desbalanceamento proporcional a esta variação.
O elemento de resistência que mede pressão é utilizado como um lado de uma
ponte, como mostra a figura, para indicar a variação de resistência.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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b) Sensor Piezoelétrico
A medição de pressão utilizando este tipo de sensor se baseia no fato dos
cristais assimétricos ao sofrerem uma deformação elástica ao longo do seu eixo
axial, produzirem internamente um potencial elétrico causando um fluxo de
carga elétrica em um circuito externo.
A corrente elétrica produzida é proporcional à pressão aplicada, uma
relação linear, o que facilita sua utilização. Outro fator importante para sua
utilização está no fato de se utilizar o efeito piezoelétrico de semicondutores,
reduzindo assim o tamanho e peso do transmissor, sem perda de precisão.
c) Sensor Capacitivo (Célula Capacitiva)
É o sensor mais utilizado em transmissores de pressão. Nele um
diafragma de medição se move entre dois diafragmas fixos. Entre os diafragmas
fixos e o móvel, existe um líquido de enchimento que funciona como um
dielétrico. Como um capacitor de placas paralelas é constituído por duas placas
paralelas separadas por um meio dielétrico, ao sofrer o esforço de pressão, o
diafragma móvel (que vem a ser uma das placas do capacitor) tem sua distância
em relação ao diafragma fixo modificada. Isso provoca modificação na
capacitância do circuito de medição, e então, tem-se a medição de pressão.
Figura 2.21 - Resistência elétrica para medição de
pressão
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Para que ocorra a medição, o circuito eletrônico é alimentado por um sinal
AC através de um oscilador e então se modula a frequência ou a amplitude do
sinal em função da variação de pressão para se tiver a saída em corrente ou
digital. Como líquido de enchimento utiliza-se normalmente glicerina, ou fluor-
oil.
Pressostato
É um instrumento de medição de pressão utilizado como componente do
sistema de proteção de equipamento ou processos industriais.
É constituído em geral por um sensor, um mecanismo de ajuste de set-
point e uma chave de duas posições (aberto ou fechado).
Como mecanismo de ajuste de set-point utiliza-se na maioria das
aplicações uma mola com faixa de ajuste selecionada conforme pressão de
trabalho e em oposição à pressão aplicada.
O mecanismo de mudança de estado mais utilizado é o micro interruptor,
podendo ser utilizado também ampola de vidro com mercúrio fechando ou
abrindo o contato que pode ser do tipo normal aberto ou normal fechado.
Dependendo das características dos equipamentos onde estão instalados,
os pressostatos podem comandar a abertura e o fechamento de válvulas,
acionar ou desligar bombas ou compressores, e outras ações, com o objetivo de
evitar o aumento excessivo da pressão no sistema.
2.3.6. DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA
Fusível térmico
Também chamado fusível tampão, consiste em um parafuso com um furo
no centro preenchido com uma liga de metal de baixo ponto de fusão. Quando a
temperatura aumenta, ocorre à fusão do material, provocando o escape de
vapor pelo orifício, o que causa um barulho intenso.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Válvulas de Segurança
São válvulas calibradas para abrir a uma pressão definida, descarregando,
assim, o excesso de vapor e, com isso, evitando sob-repressões perigosas na
caldeira.
A NR-13 exige que as válvulas de segurança abram a uma pressão igual
ou inferior a PMTA e, no caso de caldeiras com superfície de aquecimento
superior a 47m2, estas devem possuir duas válvulas de segurança. Neste caso, é
permitido um acréscimo de pressão durante a descarga, ficando as duas
válvulas abertas, de no máximo de 6% de PMTA, no caso de caldeiras
projetadas conforme as normas ASME Seção I.
Normalmente, quando em número de duas por caldeira, uma no tubulão e
outra na saída de vapor da caldeira, as válvulas devem abrir numa sequência
pré-determinada. Isso evita a falta de fluxo no superaquecedor, o que
danificaria o mesmo.
Existem válvulas de segurança que permitem o seu acionamento manual
através de uma alavanca, caso esta não abra automaticamente, aumentando
assim a segurança da caldeira. O uso deste tipo de válvula de segurança é
obrigatório para caldeiras de categorias B e C pela NR-13.
Figura 2.22 - Válvulas de segurança com alavanca
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Intertravamento
São dispositivos destinados a proteger a caldeira e o sistema em caso de
alguma anormalidade. Atuam normalmente apagando a caldeira. Utilizam
elementos sensores e relés. Os elementos finais de proteção são as válvulas de
combustível.
As proteções são necessárias devidas, por exemplo, aos seguintes fatos:
Nível baixo;
Pressão baixa nos combustíveis;
Baixa vazão de ar;
Alta temperatura do vapor na entrada do desuperaquecedor;
Falha na chama;
Parada dos ventiladores.
Válvulas de fechamento rápido operadas por intertravamento:
São válvulas mantidas abertas ou fechadas quando determinadas
condições são satisfeitas. Faltando uma destas condições, por meio de um sinal
elétrico, esta válvula irá fechar ou abrir. No projeto dessas válvulas é previsto
que, em caso de falta total de energia, a válvula vá para a posição mais segura.
Detectores de chama
São dispositivos sensibilizados pela luz da chama do queimador. Quando
esta chama se apaga, o detector desencadeia automaticamente uma série de
operações visando à segurança da caldeira. Fechar a válvula de combustível
para aquele queimador, por exemplo, é a mais usual. O princípio de
funcionamento desses detectores consiste na emissão de fótons durante a
combustão, que percorrem uma distância suficiente para atingir uma superfície
fotossensível. O resultado obtido altera o fluxo de elétrons do sensor, cujo sinal
é amplificado para operar um relé.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |101
Existem três tipos de detectores óticos: os sensores de luz, os sensores
infravermelhos e os sensores ultravioletas. Os sensores ultravioletas
apresentam maiores vantagens em relação aos outros, tais como: são
adequados a todos os combustíveis, não são influenciados por refratários
incandescentes e se adaptam a todos os queimadores.
Analisadores
Hoje, a tendência é dispormos todos os analisadores em linha. Estes
analisadores possuem tempo de resposta curto e indicação contínua. Os
analisadores de O2 mais usados são os paramagnéticos e os de óxido de
zircônio. Os analisadores de CO e CO2 baseiam-se na absorção dos raios
infravermelhos por estes gases. São exemplo de analisadores:
O2 – excesso de ar nos gases de combustão (teste de Orsat);
CO – gases de combustão;
CO2 – gases de combustão;
pH – água da caldeira;
Sílica – água da caldeira.
2.3.7. DISPOSITIVOS AUXILIARES
Pilotos
São equipamentos destinados a acender o queimador principal. São
queimadores de dimensões reduzidas com combustível de fácil ignição.
Funcionam com gás combustível ou GLP e um ignitor para produzir o
faiscamento para o acendimento do piloto. Esse ignitor consiste em dois
eletrodos onde é estabelecida uma diferença de potencial (aproximadamente
10.000 volts), que forma um arco voltaico que será a fonte de ignição.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 102
Desaeradores
São equipamentos de dupla função. Além de aquecerem a água na
entrada da caldeira, promovem a remoção dos gases dissolvidos, nocivos às
partes sob pressão. Esse processo é realizado ao fazer a água passar em
contracorrente com um fluxo de vapor que aquece a água e os gases nela
contidos.
Sopradores de fuligem
São dispositivos destinados a remover a fuligem depositada nos tubos
durante a operação normal da caldeira. Essa fuligem, ao se depositar sobre os
tubos, atua como isolante provocando sensível queda na transmissão de calor.
Os sopradores de fuligem, também conhecidos como ramonadores, são divididos
em fixos e retráteis e são constituídos basicamente de um tubo perfurado
conectado a uma rede de vapor. A esse tubo é impressa uma rotação lenta, e,
nos casos de ramonadores retráteis, também um deslocamento longitudinal. O
vapor que escapa em alta velocidade pelos furos varre a zona do feixe tubular
arrastando a fuligem.
2.3.8. TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E ACESSÓRIOS.
Tubulações
Em um sistema de caldeiras temos linhas para água de alimentação, óleo
combustível, gás, condensado, vapor e drenagem. Essas linhas têm os mais
diversos diâmetros e devem ser identificadas no limite de bateria.
As linhas de água, óleo, vapor e condensado devem ser isoladas para
evitar a perda de calor para o ambiente. Além do isolamento, as linhas de óleo
exigem o tracejamento com vapor ou elétrico, para garantir a circulação e a
viscosidade no bico do queimador. As linhas de vapor exigem ainda curvas de
dilatação e purgadores nos pontos baixos para evitar os golpes de aríete. As
linhas de drenagem servem para reaproveitamento de vapor em um tanque de
expansão ou concentrar essas drenagens em um só lugar com o objetivo de
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |103
controlar o meio ambiente. As linhas de condensado retornam para
reaproveitamento do mesmo.
Todas as tubulações que são interligas a cadeiras deveram ser avaliadas
se necessário à inclusão dos parâmetros da NR-13 do item 13.6.
Válvulas
São dispositivos destinados a estabelecer, interromper ou regular o fluxo
em tubulações. São os acessórios mais importantes e mais caros das
tubulações, merecendo cuidados especiais na sua localização, especificação e
manutenção.
Válvulas de Bloqueio
São utilizadas apenas para estabelecer e interromper o fluxo (on/off),
funcionando completamente abertas ou completamente fechadas. Estas válvulas
devem promover a menor perda de carga possível para a linha quando abertas e
um grau de vazamento adequado ao sistema e ao fluido quando fechadas.
Os principais tipos de válvulas de bloqueio são:
Válvula gaveta (gate valve);
Válvula macho (plug, cock valve);
Válvula esfera (ball valve);
Válvula de comporta (slide, blast valve).
Figura 2.23 - Válvulas esfera, macho e gaveta
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 104
Válvulas de Controle ou Regulagem
São utilizadas para controlar o fluxo que passa pela tubulação onde estão instaladas,
podendo trabalhar em qualquer posição de abertura parcial. O fluxo é controlado através da
variação da restrição imposta pela válvula à passagem do fluido, por meio da variação da
abertura da válvula.
Os principais tipos de válvulas de controle são:
Válvula globo (globe valve);
Válvula agulha (needle valve);
Válvula borboleta (butterfly valve);
Válvula diafragma (diaphragm valve);
Válvula de 3 ou 4 vias (three or four way valves).
Válvulas de Retenção ou Unidirecionais
São destinadas a impedir o retorno de fluidos de processo, ou seja,
permitem o fluxo em um único sentido.
Os principais tipos de válvulas de retenção são:
Válvula de retenção (check valve);
Válvula de retenção e fechamento (stop-check valve);
Válvula de pé (foot valve).
Figura 2.24 – Válvula globo, borboleta e agulha
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |105
Válvulas que Controlam a Pressão a Montante
São utilizadas com o objetivo de manter a pressão da porção da tubulação
localizada em sua entrada (pressão a montante) dentro de limites pré-
estabelecidos.
Os principais tipos de válvulas que controlam a pressão a montante são:
Válvula de segurança ou alívio (safety, relief valve);
Válvula de excesso de vazão;
Válvula de contrapressão (back-pressure valve).
Válvulas que Controlam a Pressão a Jusante
São utilizadas com o objetivo de manter a pressão da porção da tubulação
localizada em sua saída (pressão a jusante) dentro de limites pré-estabelecidos.
Os principais tipos de válvulas que controlam a pressão a jusante são:
Válvulas redutoras e reguladoras de pressão;
Válvula de quebra-vácuo.
Figura 2.25 - Válvula de retenção de portinhola e esfera.
Figura 2.26 - Válvula reguladora de pressão
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 106
Purgadores
São dispositivos automáticos que têm a finalidade de eliminar o
condensado que se forma nas linhas de vapor. Lembramos que seu
funcionamento é muito importante, pois, se o mesmo não estiver funcionando,
pode acumular condensado e ocasionar golpes de aríete. Isso pode danificar as
linhas e equipamentos. Ainda, se o purgador estiver dando passagem direta de
vapor, estaremos perdendo rendimento no ciclo térmico, pois a maior troca
térmica ocorre quando há mudança de estado.
Filtros
São acessórios destinados a reter quaisquer tipos de impurezas presentes
no fluido. Usados em linhas de óleo e antes de purgadores para evitar
entupimentos.
2.3.9. TIRAGEM DE FUMAÇA
Para que haja combustão, é necessário que se tenha um fluxo contínuo de
ar na fornalha e uma contínua saída de gases na chaminé passando através da
zona de convecção. A diferença de pressão entre a fornalha e a chaminé produz
a tiragem. A tiragem pode ser classificada em:
Tiragem natural
Produzida pela diferença de densidade entre os gases quentes e o ar frio.
Essa diferença de densidade é provocada pela chaminé, ou melhor, pela
diferença de pressão entre a base e o topo da chaminé em função da diferença
Figura 2.27 – Filtros provisórios ou permanentes
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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de temperatura dos gases de combustão. Esse tipo de tiragem promove uma
pressão negativa na fornalha.
Tiragem mecânica forçada
Consiste em um ventilador localizado à montante da caldeira, insuflando o
ar de combustão para a fornalha. Esse tipo de tiragem promove uma pressão
positiva na fornalha.
Tiragem mecânica induzida
Consiste em um exaustor localizado a jusante da caldeira, na base da
chaminé, para retirada dos gases de combustão e para envio desses gases para
a atmosfera através da chaminé. Esse tipo de tiragem promove uma pressão
negativa na fornalha.
Figura 2.28 – Tiragem natural
Figura 2.29 – Mecânica forçada
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 108
Tiragem mecânica balanceada
Consiste de dois ventiladores, um a montante e outro a jusante da
caldeira. Esse tipo de tiragem promove uma pequena depressão na fornalha.
Chaminés
Podem ser construídas de chapas de aço carbono ou alvenaria. Devem ser
projetadas em função da quantidade e da velocidade dos gases que passarão
através dela, da temperatura na base e no topo e da pressão atmosférica local.
Outro cuidado a ser tomado no projeto e operação de chaminés é a queda de
temperatura abaixo do ponto de orvalho dos gases e a possível formação de
ácidos em seu interior.
As chaminés têm dupla função: auxiliar o processo de tiragem e ajudar a
dispersar partículas sólidas e gases nocivos à saúde e ao meio ambiente.
Ventiladores e exaustores
Os ventiladores e exaustores são equipamentos destinados a promover a
movimentação de ar ou outros gases de um ponto a outro, sendo os
ventiladores destinados à injeção de ar, enquanto os exaustores são destinados
à retirada de ar. Os tipos mais comuns de ventiladores e exaustores são os
centrífugos e os axiais.
Os ventiladores e exaustores devem ser projetados para vencer todas as
perdas de carga do circuito dos gases de combustão e ainda prover a pressão
necessária para o processo de tiragem. Por sua importância, sua parada leva à
parada da caldeira, sendo assim necessário que sejam redundantes ou que
possuam diferentes acionadores, alimentados por diferentes fontes de energia.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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3. OPERAÇÃO DE CALDEIRAS
3.1. PARTIDA E PARADA
Partida da caldeira
Inspeção
Esta fase consiste em:
Verificar se todos os mancais, caixas de redução e válvulas estão
limpos e engraxados;
Verificar se os internos do tubulão estão devidamente fixados e os
tubos estão desobstruídos;
Verificar se os ventiladores e bombas estão livres de qualquer
detrito, como estopas, paus e ferramentas;
Verificar se os drenos e vents estão abrindo e fechando
perfeitamente e estão livres para fazer as descargas necessárias;
Verificar se os abafadores e controladores de circulação de gases
abrem e fecham perfeitamente e se correspondem perfeitamente às
marcas de aberto e fechado;
Verificar se a água de refrigeração de mancais das bombas está
circulando em quantidade suficiente;
Verificar as juntas de todas as portinholas;
Verificar se os alarmes funcionam quando acionados;
Verificar se todos os instrumentos estão conectados e prontos para
operação operar todos os controles, tanto remotos como locais, a
fim de verificar seu perfeito funcionamento;
Operar bombas e ventiladores para verificar suas condições.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 110
Teste pneumático
Este teste consiste em detectar vazamentos na parte de ar e gases da
caldeira, tanto internos quanto externos. É feito com os ventiladores ligados e
utilizando-se o velho método da espuma de sabão.
Enchimento
O enchimento deve ser feito com água de qualidade, o mais próxima
possível da exigida para o serviço normal. A diferença de temperatura dessa
água e a temperatura dos tubulões não deve ser muita alta para evitar tensões.
Teste hidrostático
Este teste é feito para detectar vazamentos na parte de água da caldeira.
Deve ser feito antes da primeira operação da caldeira, após a mesma ter sofrido
reparos ou em intervalos especificados durante sua vida útil.
Antes do teste, deve-se bloquear e grampear as válvulas de segurança.
Todos os vents devem ser mantidos abertos. A caldeira deve ser cheia
completamente e os vents devem ser bloqueados à medida que pelos mesmos
sai água.
Uma vez completamente cheia, eleva-se a pressão através da bomba de
alimentação até a pressão de teste estabelecida. Nessa condição, examina-se
detalhadamente a caldeira quanto a vazamentos. Se o teste for positivo, inicia-
se o condicionamento da caldeira para atendimento.
A água usada para o teste deve ser completamente drenada das partes
que não são destinadas a contê-la em operação normal (superaquecedores). Os
grampos das válvulas de segurança devem ser removidos. O nível do tubulão
deve ser drenado até o nível normal de operação.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |111
Secagem do refratário
Quando se trata de caldeira nova ou que tenha sido submetida a reparos
na fornalha, antes de colocá-la em operação normal, é necessário fazer a
secagem dos tijolos refratários e isolantes.
Esse procedimento é feito elevando-se lenta e gradativamente a
temperatura da fornalha. Inicialmente, com ar aquecido e, após com o
equipamento de combustão da própria caldeira, fazendo-se rodízio entre os
queimadores para que o calor seja distribuído uniformemente dentro da
fornalha. Durante esse período, os vents devem permanecer abertos.
O período de secagem pode variar consideravelmente sendo determinado
após exame da unidade. O boiling-out ou fervura química, processo de limpeza
dos tubos da caldeira, normalmente realizado em caldeiras novas, pode ser
levado a efeito simultaneamente com a secagem do refratário. Nesse caso, já no
enchimento da caldeira, devem se adicionados os produtos químicos
necessários.
Cuidados na partida
Para a partida deve-se dar preferência a um combustível com baixo teor
de enxofre (gás combustível, por exemplo) para evitar a condensação dos gases
e formação de ácido que pode ser perigoso. Pelo mesmo motivo, procurar
manter a temperatura dos gases de combustão acima do ponto de orvalho do
combustível utilizado. O nível do tubulão deve ser regulado no nível normal de
operação ou um pouco abaixo. O superaquecedor em nenhum momento deve
ficar sem fluxo o que ocasionaria superaquecimento no mesmo.
Superaquecedores protegidos por parede de água devem partir cheios de água
até atingirmos uma pressão em que seja garantido o fluxo através do mesmo. O
aquecimento deve ser lento e uniforme. Para isso, adota-se o rodízio dos
queimadores em operação. Um gradiente de pressurização, estabelecido para
cada caldeira, deve ser rigorosamente seguido. O controle desse gradiente é
feito através do controle da queima e do fluxo através das válvulas de partida
ou vents. Procurar evitar a reposição de água enquanto a temperatura no
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 112
tubulão não for igual ou superior à temperatura da água de alimentação na
entrada para evitar quedas de pressão e tensões térmicas no tubulão. Após ser
atingida esta temperatura no tubulão, pode-se alinhar a controladora de nível
para reposição, se necessário.
Teste das válvulas de segurança
O teste das válvulas de segurança deve ser feito antes de colocar a
caldeira em linha para ter certeza que as mesmas abram a pressões
determinadas.
Geralmente, a válvula do superaquecedor é regulada para abrir antes da
válvula do tubulão, a fim de manter sempre um fluxo no superaquecedor e
evitar que o mesmo seja danificado por superaquecimento. Portanto, é preciso
grampear a válvula do superaquecedor para que a do tubulão seja testada.
Colocação da caldeira em linha
Supondo que já exista outra caldeira em operação, os coletores de saída
da caldeira devem ser previamente drenados e aquecidos. O acendimento dos
queimadores com os quais a caldeira irá operar deve ser providenciado. A
válvula de saída da caldeira, normalmente motorizada, deve ser aberta ao
mesmo tempo em que se fecha a válvula de partida do superaquecedor. Se a
válvula de saída da caldeira for do tipo retenção, ela abrirá automaticamente à
medida que a pressão a montante da mesma for aumentando em função do
fechamento da válvula de partida. A partir deste momento, os controladores de
nível, temperatura e combustão podem ser automatizados.
Parada da caldeira
A caldeira deve ser retirada de operação a intervalos regulares para
inspeção, limpeza e reparos.
Antes da parada da caldeira, deve ser feita uma ramonagem completa
com o objetivo de eliminar depósitos de fuligem. Supondo que exista outra
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |113
caldeira no sistema, a carga da caldeira que vai parar deve ser gradativamente
reduzida até atingir-se a pressão de combustível mínima no maçarico, quando
então será apagada. Se a caldeira estiver queimando um óleo pesado,
aproveitar esta oportunidade para lavar as linhas de óleo e os maçaricos
primeiramente com um combustível mais leve.(normalmente diesel) e, após,
com vapor.
Logo que o combustível tenha sido apagado, a caldeira deverá ser abafada
(ventiladores parados e dampers fechados) de forma a permitir que a caldeira
esfrie tão devagar e uniformemente quanto possível. O aceleramento da
despressurização através de drenos e vents e o esfriamento através da
passagem de grandes quantidades de ar frio devem ser evitados para impedir
tensões desnecessárias. A válvula de saída deve ser fechada. Quando a pressão
cair a 2kg/cm2, os vents do tubulão deverão ser abertos para evitar a formação
de vácuo dentro da caldeira devido à condensação total do vapor.
A caldeira não deverá ser esvaziada até que a fornalha atinja a
temperatura em que um homem possa entrar e permanecer dentro. Se a
caldeira tiver que ser liberada para manutenção, providenciar remoção dos
maçaricos, bloqueio e raqueteamento das linhas e abertura das bocas de visita.
3.2. REGULAGEM E CONTROLE
3.2.1. TEMPERATURA
Tem por objetivo manter o valor constante de temperatura do vapor na
saída da caldeira.
Fatores que afetam o grau de superaquecimento
Os fatores operacionais que afetam o grau de superaquecimento do vapor
são:
Excesso de ar
Quanto maior o excesso de ar, maior a temperatura do vapor nos
superaquecedores de convecção, pois o excesso de ar reduz o calor e aumenta a
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 114
velocidade dos gases na fornalha. Isso diminui a vaporização e,
consequentemente, aumenta o calor disponível por unidade de massa de vapor
no superaquecedor de convecção. Nos superaquecedores de radiação, há
diminuição na temperatura do vapor face a menor temperatura da chama
provocada pelo excesso de ar.
Temperatura da água de alimentação
O aumento da temperatura da água de alimentação diminui o grau de
superaquecimento porque o combustível diminuirá, diminuindo o tamanho da
chama e a vazão de vapor.
Tipo de combustível
Nos superaquecedores de radiação, quanto maior a queima de gás em
relação ao óleo, menor a temperatura de vapor devido à presença de água nos
gases de combustão em função da maior porcentagem de hidrogênio no gás. Já
nos superaquecedores de convecção, o grau de superaquecimento aumenta
devido a maior vazão dos gases, face à necessidade de maior relação
ar/combustível.
Posição dos maçaricos
Mudando a posição dos maçaricos em relação ao superaquecedor,
principalmente nos superaquecedores de radiação, consegue-se a variação do
grau de superaquecimento.
Fuligem na superfície externa do superaquecedor
O depósito de fuligem na superfície externa do superaquecedor dificulta a
troca térmica causando a redução da temperatura do vapor.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |115
Tipos de controle de temperatura
Controle pelo lado dos gases
O controle pelo lado dos gases pode ser feito através de fornalhas
germinadas, da posição dos maçaricos ou pela recirculação ou desvio dos gases.
Controle pelo lado do vapor
Pelo lado do vapor, o controle de temperatura pode ser feito através de
injeção de água ou pelo by pass de parte ou de todo vapor em trocadores de
calor. O controle de temperatura por injeção de água pode ser feito com água
de alimentação ou com vapor saturado condensado. Pode ainda ser feito entre
estágios do superaquecedor ou na saída de vapor da caldeira. A utilização de
vapor saturado condensado tem a vantagem de não adicionar contaminantes ao
vapor (sílica), e a utilização do controle entre estágios do superaquecedor traz a
vantagem de evitar o arraste de água em razão da necessidade da passagem do
vapor pelo segundo estágio. O equipamento utilizado para controle de
temperatura nesse caso é chamado de “lIdesuperaquecedor" ou
“lIatemperador". O controle de temperatura por permutador também tem a
vantagem de não adicionar contaminantes.
3.2.2. PRESSÃO NA FORNALHA
Tem o objetivo de controlar a pressão na fornalha e o fluxo de ar e de
gases através dos elementos de troca de calor da caldeira. Esse controle pode
ser feito lia entrada do ar ou na saída dos gases.
Um controlador de pressão ajusta a queima de modo a manter constante
a pressão na saída da caldeira. Os dispositivos de controle objetivam manter o
queimador sob condições ideais de operação, regulando pressão e vazão do
combustível ou do ar de combustão. Os dispositivos de segurança devem
impedir eventuais danos aos equipamentos e operadores envolvidos.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 116
Para controle de combustão, diferentes sistemas são utilizados, tais como:
Funcionamento sob carga constante, ligando ou desligando em torno
de um nível médio de demanda térmica;
Funcionamento fixo em carga máxima, em carga mínima, ou sem
carga;
Funcionamento sob carga variável e contínua entre dois níveis,
máximo e mínimo, de demanda térmica.
Alguns sistemas podem operar controlando a pressão do vapor ou a vazão
na saída da caldeira. Quando o sistema opera com várias caldeiras por pressão é
possível estabelecer qual caldeira ira responder mais rapidamente a uma
variação na pressão. As caldeiras de queima mista (óleo e gás) normalmente
têm um arranjo que permite a queima prioritária do gás disponível.
Algumas caldeiras são ajustadas para só permitir o aumento da vazão de
óleo ou gás depois de aumentado o ar. No caso de decréscimo da carga,
primeiro é cortado o óleo, depois o ar (ar rico).
3.2.3. CONTROLE DE NÍVEL DE ÁGUA
O controle de nível pode ser de um elemento para caldeiras menores e de
dois ou três elementos para caldeiras maiores. O controle a três elementos
considera o nível no tubulão, a vazão de vapor e a vazão de água. Esse controle
permite uma antecipação no controle de nível.
Dois sinais compõem o controle de nível: o sinal de nível no tubulão e o
sinal de vazão de vapor. Esses dois sinais processados originam um terceiro que
será o set-point do controlador de água de alimentação. O sinal de vazão de
vapor tem o objetivo de antecipar uma correção para que o nível da caldeira se
mantenha sob controle.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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3.2.4. CONTROLE DE POLUENTES
Os principais poluentes originados da queima de combustíveis orgânicos
são:
Material particulado;
Óxidos de enxofre (SO2 e SO3);
Monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO);
Óxidos de nitrogênio.
As quantidades desses poluentes dependerão dos combustíveis usados,
dos modelos dos equipamentos de queima, do seu estado de conservação e das
condições de operação desses equipamentos.
Material particulado
É a denominação genérica de fumaça, fuligem e cinzas. Fuligem são
pequenas partículas de carbono, parcialmente oxidado isoladas ou impregnadas
com cinzas resultantes da combustão do restante do combustível. As partículas
de carbono existente na fuligem são cenosferas resultantes do craqueamento
térmico do combustível que não tiveram tempo ou oxigênio suficiente para
completar a queima. A fuligem é o que podemos chamar de "fumaça preta".
A emissão de particulados é diretamente proporcional ao teor de
asfaltenos do combustível. A quantidade de fuligem produzida pode ser
grandemente reduzida com a otimização da atomização e ajuste do ar para
queima.
As cinzas são formadas pelos resíduos inorgânicos deixados na queima
completa do combustível. Os componentes mais comuns para o óleo
combustível são: sódio, vanádio, sílica, magnésio, níquel, cálcio, ferro e cobre.
Um tipo especial de particulado é a chamada "fuligem ácida", que se
constitui numa mistura de cinzas com produtos de corrosão das partes metálicas
de fornos e caldeiras impregnadas de acido sulfúrico condensado dos gases de
combustão. Essa fuligem originará a chamada "chuva ácida". O uso de
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 118
queimadores em mau estado, a atomização e a viscosidade erradas são fatores
que originam alta emissão de particulados.
Para se monitorar a emissão de particulados de forma continua, usam-se
aparelhos denominados opacímetros. Esses aparelhos medem a opacidade dos
gases que saem pela chaminé. Funcionam da seguinte forma: um feixe de luz
cruza os gases da chaminé e é detectado do outro lado por um sensor. A
corrente gerada no detector é proporcional à luz visível transmitida através dos
gases. Esses aparelhos devem ser protegidos contra a deposição de partículas e
da condensação de gases ácidos através de ar de limpeza injetado
continuamente nos dutos da instalação da fonte e do sensor.
Monóxido de carbono
O monóxido de carbono é um gás inodoro e sem cor, formado na
combustão incompleta de qualquer combustível contendo carbono. É um gás
altamente tóxico. Seu limite de tolerância é de apenas 39cm3/m3 de ar.
A concentração de CO nos gases de combustão depende da temperatura
dos gases e do excesso de ar na combustão. Baixos teores de excesso de ar
levam a altos teores de CO.
Pequenas câmaras de combustão tendem a apresentar um teor de CO
maior que grandes câmaras de combustão devido à velocidade de reação do CO
a CO2 (lenta) e ao tempo de residência dos gases na câmara de combustão.
Existem aparelhos destinados a medir o CO nos gases de combustão.
Óxidos de nitrogênio
Os óxidos de nitrogênio podem ser formados a partir do nitrogênio do
combustível e a partir do nitrogênio do ar. A partir do nitrogênio do ar, eles
podem ser térmicos ou rápidos.
A concentração dos óxidos de nitrogênio térmico cresce linearmente com o
acréscimo da concentração do oxigênio atômico e exponencialmente com a
temperatura da chama.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |119
Os óxidos de nitrogênio rápido se caracterizam por fraca dependência da
temperatura e forte dependência da relação ar/combustível. A partir do
nitrogênio do combustível, a formação de NOx é mais forte a temperaturas mais
baixas, aumenta rapidamente com o excesso de ar e depende pouco da
temperatura do processo.
Em fornalhas que queimam com alta temperatura (carvão mineral, óleo e
gás natural), prevalece a formação de óxidos de nitrogênio térmico. Em
fornalhas que queimam com temperaturas relativamente baixas (carvão
betuminoso, turfa e biomassa), prevalece a formação de óxidos de nitrogênio
rápido. O maior problema causado pelos NOx na atmosfera é a formação de
acido nítrico (HN03) e consequente formação de chuva ácida. Um outro
problema é a destruição da camada de ozônio.
Óxidos de enxofre
O enxofre nos combustíveis é um dos piores poluentes devido à corrosão
que provoca à formação de chuva acida e aos problemas respiratórios que causa
na população.
Na combustão, o enxofre é rapidamente convertido em SO2, podendo ser
lançado dessa forma na atmosfera ou ser convertido em SO3 através da ação
catalítica do pentóxido de vanádio, normalmente presente nos óleos
combustíveis pesados e carvões minerais. O SO3 por sua vez, ao encontrar a
água resultante da combustão do hidrogênio ou contida na atmosfera, reage
formando ácido sulfúrico (H2SO4). Vale lembrar que a concentração de SO3 será
tanto maior quanto maior for o excesso de ar usado na combustão, razão pela
qual também se procura minimizá-Io.
Temperatura dos gases na saída da chaminé
Essa temperatura deve ser mantida o mais baixa possível, buscando
melhorar o rendimento da caldeira e a diminuição do efeito estufa na atmosfera,
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 120
no entanto, o ponto de orvalho dos gases de combustão impõe limites práticos
para esta redução de temperatura.
O ponto de orvalho dos gases de combustão pode ser calculado ou obtido
através de gráficos. Esse dado é determinante para obtermos a temperatura
mínima a ser mantida na saída dos gases da chaminé de forma a se evitar a
formação de ácido no interior dos equipamentos. Esse controle de temperatura é
feito através da vazão de vapor para o pré-aquecedor de ar a vapor de forma a
controlar a temperatura do ar que ingressa no pré-aquecedor de ar a gases de
combustão.
Resfriamento da purga
Toda água devolvida ao esgoto, em uma indústria em que não haja
tratamento de efluentes, deve ter uma temperatura próxima da temperatura
natural do ponto de deságue para evitar a poluição térmica do curso de água
receptor.
Drenagem das linhas de combustível
O produto dessa drenagem deve ser recolhido e não lançado diretamente
ao esgoto pluvial. Algumas indústrias possuem um sistema de esgoto oleoso que
sofre tratamento antes do descarte. Aquelas que não o possuem devem
obrigatoriamente instalar caixa separadora de óleo normatizada pelas
secretarias estaduais de meio ambiente.
3.3. FALHAS DE OPERAÇÃO, CAUSAS E PROVIDÊNCIAS
As prováveis falhas de operação dependem muito da instalação. Em
instalações menores, é previsível que a falha em equipamentos prioritários como
bomba de combustível, bomba de água de alimentação, ventiladores,
compressores para ar de instrumentos necessários ao acionamento das válvulas
de controle, falta de energia, etc. causará o apagamento da caldeira e a falta de
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vapor para seus consumidores sem maiores consequências. Deve então o
operador sanar o problema e providenciar o reacendimento da caldeira.
Em instalações maiores como uma refinaria de petróleo, por exemplo, em
que o sistema de utilidades é o coração da refinaria, procura-se minimizar essas
falhas. Todos os equipamentos citados anteriormente são redundantes e seus
acionadores de fontes diferentes (motores e turbinas). As alimentações elétricas
para motores, relés e válvulas solenóides podem ser alimentadas de fontes
diferentes e, em ultimo caso, de geradores de emergência ou baterias para o
caso dos relés e válvulas solenóides. Todas as válvulas de controle podem ser
operadas manualmente do local ou utilizados os seus desvios. Câmaras de
vídeo, dentro da fornalha, monitoram constantemente a chama das caldeiras de
modo que o operador possa antecipar uma ação corretiva em caso de perceber
alguma anormalidade.
Isso não significa que as caldeiras tenham que continuar operando a
qualquer custo, passando por cima até da segurança. No caso de ser necessário
o apagamento de uma caldeira, o sistema poderá ser alimentado por outras
caldeiras, pois até neste caso elas são redundantes. Para condicionar a carga do
sistema a essa nova situação, existem válvulas motorizadas comandadas a
distância que permitem o isolamento de consumidores não prioritários. As
caldeiras podem operar com combustíveis diferentes (gás e óleo) de forma que
a falta de suprimento de um deles não afete todas as caldeiras.
O sistema como um todo é planejado para evitar falhas, mas isso também
não significa que elas não ocorram. Têm-se observado que elas ocorrem
principalmente em liberações de equipamentos para manutenção. Para se
minimizar isso, procura-se planejar cuidadosamente cada liberação.
3.4. ROTEIRO DE VISTORIA DIÁRIA
Para garantir um funcionamento seguro e confiável de uma caldeira, esta
deve ser vistoriada diariamente a fim de localizar e corrigir eventuais
anormalidades. Este procedimento deve ser adotado também para caldeiras de
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pequeno porte que operem em regime descontínuo, que podem partir e parar
uma ou mais vezes por dia, neste caso, a vistoria deve ser realizada a cada
partida.
Como parte da vistoria diária, o operador da caldeira deve:
Verificar se os equipamentos na reserva estão prontos para operar;
Verificar se os equipamentos em manutenção estão corretamente
bloqueados e etiquetados;
Verificar a ocorrência de vazamentos, ruídos estranhos e vibração
fora do normal e solicitar manutenção, caso existam;
Verificar se indicadores locais e remotos não apresentam valores
discrepantes;
Verificar indicadores de nível a intervalos regulares;
Observar chama dos queimadores e corrigir qualquer anormalidade
notada;
Fazer leituras dos indicadores a intervalos pré-estabelecidos;
Fazer ramonagem uma vez por turno;
Amostrar gases e água uma vez por turno;
Operar purga e dosagem de produtos químicos, conforme resultado
das analises;
Verificar nível de lubrificante dos equipamentos rotativos;
Verificar se existem queimadores reserva prontos para operar;
Verificar se existem variáveis com valores fora do habitual que
possam indicar alguma anormalidade;
Verificar funcionamento dos purgadores;
Testar pilotos;
Testar alarmes;
Testar automatismo das bombas e ventiladores na reserva;
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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3.5. OPERAÇÃO DE UM SISTEMA DE VÁRIAS CALDEIRAS
Em um sistema com várias caldeiras a carga total é distribuída entre as
caldeiras. Normalmente, o vapor de água é distribuído em três ou mais níveis de
pressão. A distribuição do vapor é conseguida através de tubulações isoladas
instaladas nos coletores de vapor, dos quais saem às derivações para as
diversas unidades de consumo.
O vapor de alta pressão é produzido pelas caldeiras. O nível de pressão e
temperatura depende de cada instalação. 0s níveis de pressão mais comuns
são: 40, 60, 80 ou 120kgf/cm2. Este vapor é o que atenderá às necessidades
mais críticas de vazão, pressão e temperatura do processo. Normalmente, é
consumido nos turbo geradores e em algumas turbinas maiores.
O vapor de média pressão é produzido a partir do nível de pressão
anterior, pela extração dos turbo-geradores, exausto de algumas turbinas,
expansão do vaso de purga de fundo e estações redutoras. Esse vapor é
utilizado no acionamento de turbinas auxiliares de bombas, compressores e
ventiladores, no aquecimento de óleo combustível, como agente de arraste em
ejetores, atomização de óleo nas caldeiras e fornos, etc.
O vapor de baixa pressão é produzido pelo exausto das turbinas auxiliares
ou estações redutoras. E utilizado como agente de aquecimento (tanques,
desaeradores, steam-tracing, etc.) e como agente de arraste. E utilizado
também como agente de limpeza externa e interna de equipamentos, na
diluição de vazamento de gases e na remoção de gases em tubulações ou
equipamentos para fins de manutenção (steam-out). Nesse nível, existe
também uma válvula reguladora que controla a pressão nesse sistema,
descarregando o excesso de vapor para a atmosfera. Em todos os níveis de
pressão, há PSVs para segurança do sistema. O condensado proveniente da
utilização desse vapor retorna à central termelétrica onde é utilizado novamente
na produção de vapor. Todo o sistema é operado de forma a evitar a abertura
das válvulas redutoras, pois as mesmas não produzem trabalho, e também a
abertura da válvula reguladora de pressão de vapor de baixa pressão. A essa
operação dá-se o nome de "equilíbrio térmico".
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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3.6. PROCEDIMENTO EM SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA
Nível alto
Essa situação é potencialmente perigosa em função da possibilidade de
arraste de água para o coletor geral de vapor. Isso será percebido pela atuação
dos alarmes de nível alto e o procedimento será no sentido de reduzir a
alimentação e a verificação do controle automático de alimentação.
Nível baixo
Se o nível baixar sem desaparecer do visor, procura-se restaurá-lo
lentamente. Se o nível desaparecer do visor, deve-se cortar o combustível (em
instalações maiores, isto é, feito automaticamente pela atuação da proteção de
nível baixo), fechar a válvula de saída, fechar a água de alimentação, fechar os
registros de ar e parar a ventilação. Nunca realimentar com água uma caldeira
que tenha perdido completamente o nível, pois ela poderá explodir.
Rompimento dos tubos
Essa situação pode ser percebida principalmente através de fumaça
branca saindo pela chaminé. Quando o rompimento de um tubo for de ordem a
exigir a retirada da unidade, deve-se imediatamente apagar os queimadores,
parar os ventiladores e bloquear a saída de vapor da caldeira, bloqueando a
alimentação de água. Esses procedimentos devem ser adotados o mais
rapidamente possível para prevenir uma queda brusca na pressão e na
temperatura de saturação. A seguir, deve-se ajustar uma vazão de ar mínima
através da caldeira com a finalidade de arrastar o vapor que está vazando para
dentro da fornalha e evitar o resfriamento desnecessário e desigual das partes
sujeitas a pressão.
E sabido que se o tubulão de vapor - sem água, porém ainda quente – for
esfriado pela água de alimentação relativamente fria, estará sujeito a sérias
tensões.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Explosão na fornalha
Esse fato se deve a ignição espontânea dos gases combustíveis
acumulados na fornalha. Ele pode ter várias causas como: temperatura
inadequada do óleo, provocando combustão parcial; parada repentina dos
ventiladores; formação de coque incandescente dentro da fornalha;
entupimento da chaminé; falhas de ignição; e falha de atomização.
Para evitar isto o operador deve:
Reduzir o combustível em vez de aumentar o ar de uma caldeira que
esteja fumaçeando. E mais perigoso aumentar o ar fazendo com que
a atmosfera da fornalha atravesse a faixa explosiva;
Não permitir o reacendimento de uma caldeira sem que uma
quantidade de ar passe através dela para expulsar os gases ainda
presentes (purga da fornalha). Evitar tentativas de acendimento de
queimadores aproveitando a chama de outro queimador próximo;
Manter vigilância constante sobre a chama da caldeira antecipando
uma correção sempre que constatado qualquer sinal de
anormalidade.
4. TRATAMENTO DE ÁGUA E MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS
4.1. IMPUREZAS DA ÁGUA E SUAS CONSEQUÊNCIAS
A operação segura e eficiente de uma caldeira é extremamente
dependente da qualidade da água disponível para alimentação da mesma. A
água tende a dissolver uma série de substâncias, tais como sais, óxidos /
hidróxidos, diversos materiais e inclusive gases, por isso nunca é encontrada
Figura 4. 1 - Condições da agua
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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pura na natureza. Além disso, a água pode apresentar materiais em suspensão,
como argila, óleos, etc., causando problemas para geração de vapor, como
incrustações ou corrosão. Por isso é muito importante verificar a qualidade da
água de alimentação.
Sendo ideal para geração de vapor, água com seguintes características:
Menor quantidade possível de sais e óxidos dissolvidos;
Ausência de oxigênio e outros gases dissolvidos;
Ausência de materiais em suspensão;
Ausência de materiais orgânicos;
Temperatura elevada;
pH adequado.
A alimentação de água com boa qualidade elimina grande parte dos
problemas que normalmente ocorrem em geradores de vapor. Posteriormente,
fica a cargo do tratamento químico interno a qualidade da água na caldeira.
Diversas impurezas são encontradas na água. Geralmente, nas águas que
são usadas nos processos industriais, encontramos as seguintes substâncias
dissolvidas:
Íons de Cálcio e Magnésio (Dureza);
Sílica solúvel e silicatos;
Óxidos metálicos (Ferro);
Substâncias inorgânicas dissolvidas;
Material orgânico, óleos, graxas, açúcares, material de processo,
contaminantes condensados, etc.;
Gases, como O2, CO2, NH4, S2 e óxidos de nitrogênio;
Materiais em suspensão, como areia, argila, lodo, etc.
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Íons de Cálcio e Magnésio (Dureza)
A dureza da água é predominantemente causada pela presença de sais de
Cálcio e Magnésio. A água dura pode causar depósitos de calcita (CaCO3) em
caldeiras.
Sílica solúvel e silicatos
A sílica solúvel é oriunda da dissolução de parte da própria areia e rochas
das quais a água mantém contato.
Óxidos metálicos (Ferro)
Muitas incrustações são formadas por precipitação de óxidos de ferro
(ferrugem) que, na sua forma cristalina, geram incrustações de alta aderência.
Substâncias inorgânicas dissolvidas
Incrustações inorgânicas são formadas por cristais que se desenvolvem de
maneira regular, o que favorece seu crescimento após a formação e aderência
sobre as superfícies metálicas.
Figura 4.2 - Cálcio e magnésio
Figura 4. 3 - Sílica solúvel e silicatos
Figura 4.4 - Óxidos metálicos
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Material orgânico (óleos, graxas, etc.).
Materiais orgânicos contaminantes, tais como fluidos envolvidos no
processo (óleos, graxas, etc.), muitas vezes se dão pelo condensado.
Gases dissolvidos (O2, CO2, S2, etc.)
Um dos meios mais eficientes de combater a corrosão em caldeiras é pela
remoção do oxigênio na água. Sem oxigênio, não há receptor para elétrons do
ferro, logo, o ciclo não é completado.
Materiais em suspensão (areia, argila, etc.).
Aderem sobre as superfícies da caldeira, constituindo incrustações. Ocorre
principalmente em partes com elevada taxa de vaporização, como tubos
submetidos à radiação (fornalha).
Figura 4.5 - Substancias orgânicas
Figura 4.6 - Material Organico
Figura 4.7 - Gases dissolvidos
Figura 4.8 - Material em suspensão
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Tratamentos preliminares da água
Procedimentos recomendados para execução na água de reposição das
caldeiras, visando retirar impurezas e evitar consequências de sua presença. O
tratamento preliminar atua primeiramente sobre as impurezas mais grosseiras,
como turbidez, sólidos em suspensão e material orgânico.
4.2. TRATAMENTO DE ÁGUA DE CALDEIRAS
As principais grandezas de qualidade da água são:
Dureza Total - Representa a soma das concentrações de cálcio e
magnésio na água. Esses sais possuem a tendência de formar incrustações
sobre as superfícies de aquecimento. A água em relação à dureza pode ser
classificada como:
Até 50 ppm de CaCO3 – mole
50 a 100 ppm de CaCO3 – meio dura
Acima de 100 ppm de CaCO3 – dura
pH – É um meio de se medir a concentração de ácido ou soda em uma
água. Em outras palavras é a maneira de se medir a acidez ou a alcalinidade de
uma amostra. Para a determinação do pH usa-se uma escala que varia de 1 a
14, sendo que de 1 a 6 a água é ácida e de 8 a 14, a água é alcalina. Com pH
igual a 7 a água é neutra. Quanto mais ácida é uma água, mais corrosiva ela é.
Métodos de tratamento de água
Os métodos de tratamento podem ser divididos em dois grandes grupos:
Externos:
Clarificação
Abrandamento
Desmineralização
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Desgaseificação
Remoção de sílica
Internos:
A base de fosfato
A base de quelatos
Sulfito de sódio
Hidrazina
Soda
Métodos externos
Clarificação
O processo consiste na prévia floculação, decantação e filtração da água
com vistas a reduzir a presença de sólidos em suspensão.
Abrandamento
Consiste na remoção total ou parcial dos sais de cálcio e magnésio
presentes na água, ou seja, consiste na redução de sua dureza.
Desmineralização
Ou troca iônica. Nesse processo são utilizadas certas substâncias sólidas e
insolúveis, das mais variadas origens e natureza química, que possuem a
propriedade de, quando em contato com soluções de íons, trocar esses íons por
outros de sua própria estrutura sem que haja alterações de suas características
estruturais. Existem dois tipos de trocadores: de cátions e de ânions.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Desgaseificação
São empregados equipamento especiais que aquecem a água e desta
forma, são eliminados os gases dissolvidos. Pode ser utilizado vapor direto para
o aquecimento da água a ser desgaseificada.
Remoção de sílica
Como já foi abordado, a sílica produz uma incrustação muito dura e muito
perigosa. Os tratamentos normalmente empregados no interior da caldeira não
eliminam a sílica. Os métodos mais usados para a remoção da sílica são a troca
iônica e o tratamento com óxidos de magnésio calcinado.
Métodos internos
Os tratamentos internos se baseiam na eliminação da dureza, ao controle
do pH e da sua alcalinidade, na eliminação do oxigênio dissolvido e no controle
dos cloretos e do teor total de sólidos.
Eliminação da dureza
Os sais de cálcio e de magnésio precipitam como carbonatos e sulfatos,
formando os depósitos duros e isolantes do calor que são as incrustações.
Existem dois métodos diferentes de eliminar a dureza:
Precipitação com fosfatos – Esses reagem com os sais de cálcio e de
magnésio formando um produto insolúvel que não adere às partes
metálicas da caldeira. O precipitado forma um lodo que se acumula
no fundo da caldeira, sendo eliminado regularmente por meio de
purgas.
Tratamento com quelatos – Nesse tratamento não há precipitação do
cálcio, nem do magnésio. Forma, porém, produtos solúveis não em
forma de lama. Os quelantes mais utilizados são o EDTA e o NTA.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Controle do pH e da alcalinidade
Os produtos empregados no controle do pH e da alcalinidade são a soda a
50% e a soda (hidróxido de sódio) em lentilhas. Via de regra não é necessário a
adição de ácidos para o controle do pH e da alcalinidade por que as águas de
alimentação são geralmente bastante ácidas.
Eliminação do oxigênio dissolvido
Isso é de vital importância para o controle da corrosão. A eliminação é
feita pela reação entre certos agentes redutores e o O2. Os dois produtos mais
usados são o sulfito de sódio e a hidrazÍna.
Controle do teor de cloretos e sólidos totais
Quando a concentração de cloretos se toma muito alta, podem aparecer
problemas de corrosão. Quando o teor de sólidos é alto, podem aparecer
problemas de arraste. A forma de controlar esses teores é através de purgas
sempre que se fizer necessário.
Valores recomendados para os parâmetros de qualidade da
água
Na tabela a seguir é mostrado os valores recomendados para os diversos
parâmetros anteriormente mencionados, em função da pressão de trabalho da
caldeira.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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Monitoramento da qualidade da água
Deve ser estabelecido um programa de coleta e execução de análises que
leve em conta principalmente a pressão de trabalho da caldeira, a produção de
vapor e as exigências de qualidade do vapor. Em geral, para caldeiras de baixa
pressão, é recomendado uma análise química pelo menos semanal e que inclua
os seguintes itens:
pH;
Alcalinidade;
Dureza;
Fosfatos;
Sulfitos ou hidrazina;
Cloretos;
Sólidos totais.
É comum a realização de análises mais regulares para itens como o
pH, dureza e cloretos, pela facilidade de execução.
Para caldeiras de alta pressão, utiliza-se pelo menos uma análise diária da
água da caldeira, sendo analisados todos os itens acima mencionados.
Cuidados especiais devem ser tomados com a coleta da amostra para
análise. Antes da coleta deve ser feita uma purga para que seja eliminado
qualquer depósito nos tubos e no fundo da caldeira. Deve ser previsto também o
resfriamento da amostra de água coletada para melhorar sua concentração.
Caso a análise não seja feita imediatamente, é necessário evitar o contato com
o ar.
De fundamental importância é a correta utilização das purgas. Em
caldeiras que são regularmente apagadas deve-se fazer uma purga maior
imediatamente antes de se iniciar o fogo ou durante o período de aquecimento
da caldeira. Existem diversas maneiras de adicionar-se os produtos químicos em
uma caldeira. Pode-se adicionar todos os produtos de uma só vez ou pode-se
adicionar um cada vez. Mas o mais correto é misturar-se todos os produtos e
adicionar-se à medida que a bomba de alimentação alimenta a caldeira. Isso
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 134
pode ser conseguido colocando-se uma bomba dosadora ligada junto com a
bomba de alimentação.
4.3. MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS
Secagem do refratário
Quando se trata de uma caldeira nova, ou que foi submetida a extensos
trabalhos de manutenção na fornalha, antes de colocá-la em operação normal, é
necessário proceder a secagem dos tijolos refratários. Essa secagem é feita
através do aquecimento lento e gradativo da fornalha, primeiramente de forma
natural e a seguir, utilizando os equipamentos de combustão da própria
caldeira. Esse procedimento tem o objetivo de eliminar a umidade retida no
refratário. O tempo de secagem depende da quantidade de refratários
substituídos, da qualidade do concreto empregado e da espessura do refratário.
Quanto mais lento e distribuído for este aquecimento, melhores os resultados.
Limpeza química
Esse procedimento tem o objetivo de remover óleos, graxas e materiais
estranhos das superfícies internas. Normalmente, feito com a adição de
produtos alcalinos no tubulão e um aquecimento, primeiro a pressão atmosférica
e, após, sob pressão. O período de fervura em cada estágio é definido em
função do material contido e das análises de acompanhamento do processo.
0s produtos usados normalmente são: hidróxido de sódio, carbonato de
sódio, fosfato trisódico e sulfito de sódio. Normalmente esse serviço é feito por
empresas especializadas contratadas, as quais acompanham todo o processo.
Sopragem
Todas as linhas novas de vapor, incluindo os tubulões e superaquecedores
de caldeira, devem sofrer um procedimento de sopragem antes de sua operação
normal. Esse processo consiste em fazer passar vapor a alta velocidade de
modo a remover todo o material entranho que posa estar contido no interior das
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a |135
linhas. Isto é feito elevando-se a pressão da caldeira até a pressão normal de
trabalho e abrindo a válvula de saída da caldeira para a atmosfera de modo que
todo vapor gerado seja descarregado. Esse procedimento deve ser repetido
várias vezes até que a tubulação seja considerada limpa. Normalmente, o vapor
descarregado será de cor escura no início da operação e tornar-se-á claro
quando as tubulações estiverem limpas.
Hibernação
Quando a caldeira tiver que ser mantida fora de operação por um período
prolongado de tempo, faz-se necessário que se tomem medidas no sentido de
evitar a corrosão. Há dois métodos para conservação das caldeiras inativas. Um
deles é através da pressurização da caldeira com Nitrogênio, que é um gás
inerte, mantendo uma pressão entre 3 e 5kgf/cm2. O outro é através do
completo enchimento da caldeira com água tratada, adicionando-se
posteriormente hidrazina, de forma que o teor de hidrazina dessa água seja de
200ppm. A análise do teor de hidrazina deve ser repetida semanalmente. Pelo
lado dos gases, coloca-se uma lona para impedir a passagem de ar pelo interior
da caldeira e distribui-se em diversos pontos recipientes com silica-gel ou cal
virgem e lâmpadas.
Manutenção preventiva e inspeções
O funcionamento eficiente e a durabilidade das caldeiras dependem de
cuidados específicos tanto para caldeira como para seus periféricos. Os manuais
de fabricação das caldeiras detalham os programas de manutenção necessários
ao equipamento. As inspeções devem ser feitas a intervalos regulares. A NR-13
define os períodos máximos de inspeção para cada classe de caldeira.
Soldagem e alívio de tensões
As diferentes partes das caldeiras são construídas de diferentes materiais
e ligas metálicas. Quanto mais alto o teor de carbono, maior a dificuldade para
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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sua soldagem. A escolha do eletrodo adequado para a soldagem é fundamental
para o sucesso da solda. Essa escolha depende do metal base, da posição da
solda, da qualidade do metal depositado e de outros fatores. Após a realização
da solda, o resfriamento e a contração da zona soldada causa o aparecimento
de tensões que precisam ser aliviadas. Isso é feito pelo aquecimento da peça
soldada até 600°C, mantendo-a nessa temperatura por um período
determinado.
Mandrilamento
A fixação dos tubos nos tubulões é feito através do mandrilamento. Esse
processo consiste na expansão do diâmetro da tubulação no local de fixação por
meio da ação mecânica de roletes, calçados internamente nos tubos. Isso
provoca a fixação do tubo por interferência. Em caldeiras de alta pressão, faz-se
uma solda de selagem entre o tubo e o tubulão.
Nas caldeiras aquatubulares, as paredes de água se unem aos coletores
por solda.
Válvulas de segurança
As válvulas de segurança devem ser inspecionadas e passar por
regulagem anualmente. Avalia-se o estado da mola, do corpo e da sede.
Geralmente esta ultima precisa ser retificada e polida.
Queimadores
Os maçaricos precisam de manutenção constante e adequada, pois são
fundamentais para a operação da caldeira. Oxidação dos furos, abrasão e
desgastes são avarias constantes provocadas pela limpeza inadequada dos
bicos. Não se devem usar materiais abrasivos para limpeza destas peças, pois a
mínima mudança no perfil dos furos provoca perdas significativas na operação
do maçarico.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 137
5. PREVENÇÃO CONTRA EXPLOSÕES E OUTROS RISCOS
5.1. RISCOS DE EXPLOSÃO
O emprego de caldeiras implica nos riscos mais diversos: explosões,
incêndios, choques elétricos, intoxicações, quedas, ferimentos diversos, etc. Os
riscos de explosões são, entretanto, os mais importantes pelas seguintes
razões:
Figura 5.1 - Vítima de acidente com caldeira, apresentando queimaduras pelo corpo
Por se encontrar presente durante todo o tempo de funcionamento,
sendo imprescindível seu controle de forma contínua, ou seja, sem
interrupções;
Figura 5.2 - Acidente com Caldeira flamotubulares
Em razão da violência com que as explosões acontecem. Na maioria
dos casos suas conseqüências são catastróficas, em virtude da
enorme quantidade de energia liberada instantaneamente;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 138
Figura 5.3 - Explosão de Caldeira. (Detalhes da destruição causada pela explosão)
Por envolver não só os operadores, como também as pessoas que
trabalham nas redondezas;
Figura 5.4 - Explosão, atingindo comunidades vizinhas
Por que sua prevenção deve ser considerada em todas as fases:
projeto, fabricação, operação, manutenção, inspeção e outras.
Figura 5.5 - Projeto e Fabricação de Caldeira flamotubulares, respectivamente
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 139
Figura 5.6 Corte transversal de uma caldeira. (Detalhe da espessura da chapa
do corpo)
Figura 5.7 - Incêndio provocado por falha em caldeira
O risco de explosão do lado da água está presente em todas as caldeiras,
pois a pressão reinante neste lado é sempre superior à pressão atmosférica.
Todo fluido compressível tem seu volume bastante reduzido quando
comprimido. Esta redução é tantas vezes menor quanto for o aumento da
pressão. A massa comprimida de fluido procura então, ocupar um espaço maior
através de fendas e rupturas. Isso é conseguido pela explosão, quando, por
algum motivo, a resistência do recipiente que o contem é superada. Para evitar
a explosão surge a necessidade de empregar-se espessuras adequadas em
função da resistência do material e das características de operação
No caso de caldeiras, outro fator importante a ser considerado quanto às
explosões é a grande quantidade de calor transmitida no processo de
vaporização, dada a grande quantidade de calor latente e calor sensível
absorvida pelo vapor. Neste sentido, os danos provocados pela explosão de uma
caldeira serão muito maiores do que os provocados pela a explosão de um
reservatório contendo ar, por exemplo, de mesmo volume e de mesma pressão.
Isto porque parte da energia será liberada na forma de calor, provocando o
aquecimento do ambiente onde a explosão ocorre.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 140
O risco de explosão pode ser originado por 3 causas:
Diminuição da resistência, que pode ser decorrente de
superaquecimento ou de modificações na estrutura do material;
Figura 5.8 - Rompimento de Vaso de Pressão, devido à fragilidade do material; Corrosão em tubulação. (Detalhe da espessura do tubo)
Diminuição da espessura de parede do equipamento, que pode der
decorrente de corrosão ou erosão;
Aumento de pressão, decorrente de falhas diversas que podem ser
operacionais ou não
Figura 5.9 - Alívio de Pressão em locomotiva, evitando problemas de sobrepressão
O superaquecimento como causa de explosões
Quando o aço com que é construída a caldeira é submetido, em alguma parte, a
temperaturas superiores àquelas admissíveis, ocorre redução da resistência do aço e
aumenta o risco de explosão.
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P á g i n a | 141
Figura 5.10 - Superaquecimento em tubulações
Entretanto, antes da ocorrência da explosão, podem haver danos como
envergamentos, empenamentos e abaulamentos.
Nas caldeiras aquatubulares é muito frequente a ocorrência de
abaulamento com a superfície convexa voltada para o lado dos gases,
decorrente da deformação plástica do aço em temperaturas da ordem de 400 a
550ºC e sob a ação duradoura de pressão interna de vapor.
Outra consequência do aquecimento é a oxidação das superfícies
expostas, quando o meio é oxidante, e a carbonetação dessas superfícies,
quando o meio é redutor.
As principais causas do superaquecimento são:
Seleção inadequada do aço no projeto da caldeira
Se no projeto da caldeira não forem consideradas as condições de não
homogeneidade de temperatura de trabalho das superfícies de aquecimento,
poderá ocorrer fluência e/ou ruptura de partes submetidas à pressão, devido ao
emprego de aços pouco resistentes às solicitações impostas.
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Figura 5.11- Metais diversos utilizados para fabricação de equipamentos
Uso de aços com defeitos
O processo de laminação utilizado na obtenção de chapas e de tubos, é
aquele que mais pode determinar a inclusão de defeitos. É comum na produção
de chapas ocorrer a chamada dupla laminação, consistindo de vazios no interior
do aço. Após sucessivas passagens pelos laminadores, esses vazios adquirem
um formato longitudinal ao longo da chapa, dando a impressão de se ter chapas
sobrepostas. Esses defeitos fazem com que as chapas não resistam às cargas
térmicas e/ou mecânicas previstas no projeto.
Figura 5.12- Materiais defeituosos
Prolongamentos excessivos dos tubos
Isso ocorre com muita frequência nas caldeiras flamotubulares, em que
tubos expandidos nos espelhos são deixados com comprimento excessivo para
dentro das caixas (câmaras) de reversão. Esses prolongamentos exagerados
prejudicam a reversão de fluxo dos gases quentes, determinando pontos de
superaquecimento, cuja consequência certa é o aparecimento de fissuras nos
tubos e/ou nas regiões entre furos dos espelhos.
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Figura 5.13 - Prolongamento de tubos no espelho
Queimadores mal posicionados
Os aços das chapas e dos tubos de caldeiras admitem aquecimento a até
algumas centenas de graus Celsius, sem perderem totalmente suas
propriedades mecânicas. As chamas de queimadores podem atingir valores de
temperatura de até 1.000°C, de modo que o mal posicionamento do queimador
pode determinar a incidência direta da chama sobre alguma superfície,
propiciando o superaquecimento e a fluência do material.
A consequência disso pode ser a deformação lenta e gradual da caldeira
ou a explosão eminente da mesma, o que depende da ocorrência de outros
fatores. O posicionamento dos queimadores é muito mais complicado quando
esses são do tipo tangenciais, os quais produzem um turbilhonamento intenso
dos gases no centro da câmara de combustão.
Incrustações
Esse é um problema clássico relacionado à segurança de caldeiras. As
incrustações são deposições de sólidos sobre as superfícies de aquecimento, no
lado da água, devido à presença nessa de impurezas: sulfatos, carbonatos de
cálcio e/ou magnésio, silicatos complexos (contendo Fe, AI, Ca e Na) e sólidos
em suspensão. Aparecem ainda, devido à presença de precipitados que resultam
de tratamentos inadequados da água da caldeira (borras de fosfato de cálcio ou
magnésio) e de óxidos de ferro não protetores.
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A incrustação, se comportando como isolante térmico (a condutividade
térmica é cerca de 45 vezes menor que a do aço), não permite que a água
mantenha refrigerada as superfícies de aquecimento. Isso reduz a transferência
de calor do aço para a água, fazendo com que o aço absorva mais calor sensível
e aumentando sua temperatura de forma proporcional à quantidade de calor
recebida. Nos casos de incrustações generalizadas há um agravamento da
situação para manter-se a água na temperatura de ebulição, pois é necessário o
aumento do fornecimento de calor no lado dos gases.
Com esse aumento de temperatura, podem ocorrer as seguintes
consequências indesejáveis com relação à segurança do equipamento:
O aço, previsto para trabalhar em temperaturas da ordem de 300°C,
fica exposto a temperaturas da ordem de 500°C, fora dos limites de
resistência.
Portanto, o risco de explosão acentua-se. A camada incrustante
pode romper-se e soltar-se, fazendo a água entrar em contato direto
com as paredes do tubo em alta temperatura, o que pode provocar
a expansão repentina da água e, de consequência, a explosão.
Formação de zonas propícias à corrosão, em virtude da porosidade
da camada incrustante e a possibilidade da migração de agentes
corrosivos para sua interface com o aço.
Operação em marcha forçada
Isso ocorre quando a caldeira possui potência insuficiente para atender as
necessidades de vapor do usuário, que na expectativa de ver sua demanda
atendida, intensifica o fornecimento de energia à fornalha.
Nessas circunstâncias, dadas as limitações da caldeira, em vez de alcançar
Figura 5.15 – Corrosão em tubulação do trocador de calor
Figura 5.14 – Chama produzida no interior da caldeira
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a produção desejada, o que é conseguido é o superaquecimento das várias
partes da caldeira, determinando a deformação das mesmas ou até a ruptura.
Portanto, isso constitui em risco eminente de explosão do equipamento. No caso
das caldeiras flamotubulares, a intensificação de energia à fornalha pode
também determinar riscos de fissuras no espelho traseiro, nas regiões entre
furos, de forma similar aos prolongamentos excessivos mencionados.
Falta de água nas regiões de transmissão de calor
O contato da água com o aço é fundamental para mantê-Io refrigerado.
Por isso, é essencial que o calor recebido pelas superfícies de aquecimento seja
transferido para água, sem provocar aumento excessivo da temperatura do aço,
pois no lado da água, o processo de vaporização acontece à pressão constante.
No caso de haver falta de água em alguma parte da caldeira, o processo a
temperatura constante cessará neste local, a partir do que se dará início uma
transferência de calor sensível (com aumento da temperatura). Isso provocará o
superaquecimento do metal e, por consequência, perda de resistência. A maior
parte das explosões em caldeiras é devido à falta de água nas regiões de
transferência de calor.
Os principais motivos para a falta de água são a circulação deficiente de
água e a falha operacional que serão discutidos a seguir:
Má circulação da água
Nas caldeiras aquatubulares em que a circulação da água se faz de modo
natural, a diferença de densidade entre as partes mais quentes da água e as
Figura 5.17 - Ruptura de tubulação, causada por operação em marcha
forçada
Figura 5.16 Detalhes da camada incrustante, causando expansão da
água
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partes menos quentes, é a força motriz responsável pela movimentação da água
no interior do equipamento. Essa força motriz é tanto menor, quanto mais a
pressão da água se aproxima do ponto crítico (220,9 bar). Na prática, para
pressões de trabalho superiores a 150 bar, é justificável o uso de bombas para
forçar a circulação da água.
É necessário que cada tubo seja atravessado por uma quantidade de água
suficiente para refrigerá-Io, pois é preciso encontrar um bom equilíbrio da vazão
de água. A rugosidade, as corrosões e os depósitos internos são fatores que
reduzem a vazão de água nos tubos, podendo prejudicar a refrigeração.
Nas caldeiras flamotubulares é estabelecido em regime normal uma
circulação de água. Se nos pontos mais baixo e mais alto da fornalha, a
velocidade da água for deficiente, pode determinar nesses pontos um aumento
de temperatura. Isso tende a se agravar se no ponto mais alto formam-se
bolhas de vapor, isolando termicamente a parede da fornalha da água da
caldeira.
Falha operacional
As caldeiras industriais de última geração operantes com combustível
líquido ou gasoso são totalmente automatizadas, cujos parâmetros de
funcionamento são controlados por meio de malhas de instrumentação. Isso tem
exigido dos operadores poucas intervenções, exigindo, porém, maior
qualificação do pessoal e maior precisão nas decisões. O esquema da figura
mostra a lógica do automatismo das caldeiras, obtido através de pressostatos e
do sistema regulador de nível da água, que comandam, respectivamente, o
funcionamento dos queimadores e das bombas de alimentação de água. A
atuação desses dispositivos, indispensáveis à segurança das caldeiras, podem
interromper subitamente o funcionamento das mesmas, através de válvulas
solenóides que bloqueiam o suprimento de combustível, desligando totalmente
os queimadores.
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Não obstante o automatismo das caldeiras modernas, os períodos de
acendimento e de desligamento das mesmas acontecem, em geral, de forma
manual. Se o acendimento se realizasse em posição automática, os controles
admitiriam o máximo fornecimento de energia, pois são comandados pela
pressão de vapor e isso pode ser desastroso para a caldeira. Na posição de
manual, o risco de falta de água está relacionado a procedimentos inadequados
do operador, que, por exemplo, não aumenta a vazão de água quando o nível
tende a baixar. Falhas desse tipo em geral acontecem por falsas indicações de
nível ou por imperícia na operação da caldeira.
Riscos de obstruções ou acúmulo de lama na coluna de nível, geralmente
acontecem, quando a limpeza ou a manutenção preventiva ou o tratamento da
água são realizados de forma deficiente. Isso poderá fornecer indicações de
nível incorretas para o operador ou para os instrumentos responsáveis pelo
suprimento de água.
De forma similar, obstruções em tubulações de água de alimentação da
caldeira podem conduzir a riscos de acidentes, pois a vazão de ingresso da água
será inferior à vazão de saída do vapor.
Em casos que devido a variações no consumo ocorrer um aumento brusco
na vazão de vapor, a instrumentação pode ser responsável por falta de água,
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pois em virtude da queda brusca de pressão, bolhas de vapor que se formam
sob a superfície da água se expandem, dando origem a uma falsa indicação de
nível alto, o que reduz a vazão de entrada de água. Além disso, como o
pressostato sente a baixa pressão, o sinal que ele envia para os dispositivos de
combustão é no sentido de fazer aumentar o fornecimento de combustível, isso
tenderá a agravar a condição de risco de acidente.
Choques térmicos
Os choques térmicos acontecem em virtude de frequentes paradas e
recolocações em marcha de queimadores. As caldeiras suscetíveis a essas
condições são aquelas que possuem queimadores com potência excessiva ou
queimadores que operam em on-off, ou seja, que não modulam a chama. As
incrustações das superfícies também favorecem os efeitos dos choques
térmicos.
Outras situações de ocorrência de choques térmicos são quando a caldeira
é alimentada com água fria («80°C) ou com entrada de água quente nas regiões
frias. Os problemas com choques térmicos acontecem com mais frequência com
as caldeiras flamotubulares, especialmente com aquelas com câmara de
reversão traseira seca.
Falha operacional pode também contribuir para a ocorrência de choques
térmicos. Isso pode acontecer quando após uma redução excessiva do nível de
água, por um motivo qualquer e com parte da superfície de aquecimento sem
refrigeração, o operador faz injetar água na tentativa de restabelecer o nível
normal. Em situações como esta, deve-se adotar como medida correta a
cessação imediata do abastecimento de combustível aos queimadores.
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Figura 5.18 Tubos com rupturas causadas por fadiga do material
Defeito de mandrilagem
A mandrilagem é a operação de expansão dos tubos junto aos furos dos
espelhos da caldeira. A expansão é feita, portanto, nas extremidades dos tubos
por meio de um dispositivo cônico chamado mandril e que gira em tomo de seu
eixo axial. Através da mandrilagem os tubos ficam ancorados, com a
estanqueidade devida, nos espelhos das caldeiras flamotubulares ou nas
paredes do tubulão das caldeiras aquatubulares. A estanqueidade pode ficar
comprometida, se no momento da mandrilagem existirem corpos estranhos na
superfície externa da extremidade dos tubos ou nas paredes dos furos.
Problemas podem também ocorrer se o processo de mandrilagem não for bem
controlado, promovendo o aparecimento de trincas nos espelhos (entre furos)
e/ou nos tubos.
Para melhorar a estanqueidade no processo de mandrilagem é necessário
empregar chapas com espessura mínima de 3/4 de polegada e a execução de
grooves, que são sulcos circulares nos furos. Esses sulcos são inteiramente
ocupados pelo tubo após a mandrilagem.
Em espessuras superiores a 2 polegadas são geralmente executados 2
grooves. Os sulcos devem ser executados de modo que não apresentem arestas
cortantes, pois podem cisalhar as paredes do tubo, trazendo riscos adicionais.
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Falhas em juntas soldadas
O processo de soldagem é muito aplicado na fabricação de caldeiras: solda
de tubos, solda de espelhos, solda de tubulões, de reforços, de estais, etc.
Portanto, falhas em juntas soldadas aumentam os riscos de acidentes nas
caldeiras, pois representam regiões de menor resistência do metal.
De modo geral, o Instituto Internacional de Solda classifica os defeitos em
grupos:
Grupo 1 - Fissuras ou trincas
Grupo 2 - Cavidades
Grupo 3 - Inclusão de escória
Grupo 4 - Falta de fusão e de penetração
Grupo 5 - Defeitos de forma
Figura 5.19 - Processos de mandrilagem de tubulação
Figura 5.20 - Espelhos trincados, devido a procedimentos incorretos de mandrilagem
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Hoje, a maior parte dos fabricantes de caldeiras empregam processos
automatizados de soldagem, sendo o processo a arco submerso o que tem
apresentado melhores resultados, especialmente na soldagem de chapas de
grande espessura. Nesse processo é eliminada a necessidade de execução de
vários passes, como também as descontinuidades de soldagem manual.
Proporciona cordões de solda limpos, alta eficiência, menor incidência de falhas
e, do ponto de vista de segurança do trabalho, é pouco nocivo ao trabalhador,
pois não emite radiações e o arco elétrico fica submerso em um pó, chamado
fluxo de soldagem, durante todo o tempo de execução da solda.
Sem dúvidas, qualquer que seja o processo de soldagem, esse deve ser
executado por soldadores qualificados e segundo processos reconhecidos por
normas técnicas específicas.
Após as operações de soldagem, as caldeiras deveriam passar por
tratamentos térmicos de alívio de tensões ou de normalização, para minimizar
as tensões resultantes do processo de solda.
Para garantir segurança à caldeira desde sua construção, é fundamental
que suas juntas soldadas sejam controladas por ensaios não destrutivos, tal
como o exame radiográfico.
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Figura 5.21 – Respectivas imagens de tratamento Térmico de Alívio de Tensões (TTAT), Tipos de Ensaios Não Destrutivos (NDT): Líquido Penetrante (LP); Partícula Magnética (PM); Ultrassom e Raio-X
Alterações na estrutura metalográfica do aço
Devido à alta capacidade de produção de vapor, ocorre nas caldeiras que
operam a pressões elevadas, a decomposição da água, com o consequente
desprendimento de oxigênio e de hidrogênio. O H2, difundindo-se na estrutura
do aço, atua sobre a cementita (Fe3C - confere dureza e resistência ao aço
carbono), decompondo-a em ferrita e carbono, o que reduz a resistência do aço.
O H2 pode ainda reagir com o carbono, produzindo CH4 (gás metano), que
provoca o empolamento do aço, ou seja, a formação de protuberâncias
superficiais.
Figura 5.22 - Trincas devido à inclusão de H2 na estrutura do metal
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Corrosão
Um dos principais responsáveis pela degradação das caldeiras é a
corrosão, que age como fator de redução da espessura das superfícies
submetidas a pressão. A corrosão não é sentida pelos instrumentos de operação
da caldeira, ou seja, os pressostatos e as válvulas de segurança não detectam
sua evolução por que não é acompanhada por elevação de pressão de trabalho.
A corrosão avançada das partes da caldeira, pode ser causa de explosões até
mesmo em pressões inferiores à PMTA - Pressão Máxima de Trabalho
Admissível. Portanto, o avanço da corrosão em caldeiras só pode ser detectado
por meio de inspeções minuciosas do equipamento (obrigatórias por lei).
A corrosão nas caldeiras pode ocorrer tanto nas partes em contato com a
água (corrosão interna), como nas partes em contato com os gases (corrosão
externa).
Figura 5.23 – Corrosão interna e externa
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Corrosão interna
Esse tipo de corrosão se processa sob várias maneiras, segundo vários
mecanismos, entretanto, é sempre consequência direta da presença de água
(características, impurezas presentes e comportamento), quando em contato
com o ferro, nas diversas faixas de temperaturas.
Oxidação generalizada do ferro
O aço dos tubos e chapas antes da colocação em marcha das caldeiras
apresenta uma fina camada (da ordem de 50 mícrons) protetora contra a
corrosão, chamada magnetita (Fe304), que apresenta uma coloração escura, e é
densa e aderente. No funcionamento da caldeira, essa camada protetora está
constantemente sendo quebrada e reconstruída e é muito resistente à alguns
agentes químicos (ácido nítrico). Entretanto, quando sofre a ação de agentes
físicos, tais como choques térmicos e dilatações e/ou a ação de agentes
químicos, tal como a soda cáustica, oxigênio, quelantes de tratamentos de água,
etc., a magnetita deixa de existir e inicia-se o oxidação do ferro, resultando na
formação de outros óxidos não protetores do aço.
Corrosão galvânica
Ocorre quando dois metais diferentes estão em presença de um eletrólito,
gerando uma diferença de potencial e, de consequência, um fluxo de elétrons.
Nas caldeiras, o par galvânico pode ser originado quando partes metálicas de
cobre ou de níquel ou outro metal, se desprendem pela erosão de tubulações ou
de rotores de bombas e se alojam em ranhuras ou pequenas folgas entre as
partes da caldeira. O aço, atuando como anodo, é o elemento mais prejudicado
quanto à corrosão.
Corrosão por aeração diferencial
Isso ocorre em geral, nas caldeiras flamotubulares em que o oxigênio
dissolvido na água provoca corrosão dos tubos superiores. Os tubos submersos
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estão submetidos a menores concentrações de O2, comparados à região acima
da superfície da água (daí o nome aeração diferencial). Essa diferença de
concentração de O2, forma uma pilha em que o anodo é formado pela parte
menos aerada. Como na pilha galvânica, o ano do, nesse caso, é também a
região que apresenta corrosão mais severa, e, sendo localizada, viabilizará o
aparecimento de pites (cavidade na superfície metálica com fundo angular e
profundidade maior que o seu diâmetro) ou alvéolos (cavidade na superfície
metálica com fundo arredondado e profundidade menor que seu diâmetro). Nas
caldeiras aquatubulares a aeração diferencial ocorre no tubulão superior e nos
purificadores de vapor.
Corrosão salina
Acontece quando existem concentrações elevadas de cloretos, que migram
para ranhuras ou regiões sem proteção da magnetita. Os cloretos podem
também se alojar sob camadas porosas que se formam sobre os tubos. Em
particular, o cloreto de magnésio se hidrolisa formando ácido clorídrico,
atacando quimicamente o ferro da caldeira.
Em geral, os cloretos na presença de O2 catalizam a reação da magnetita
com o O2 resultando o Fe203, que é um óxido não protetor.
Fragilidade cáustica
Esse é um modo de corrosão em que o hidróxido de sódio (soda cáustica),
em concentrações acima de 5%, migra para fendas ou outras partes em que
não existe a camada protetora de magnetita e reage diretamente com o ferro.
Corrosão por gases dissolvidos
A água da caldeira pode se contaminar com gases, especialmente com o
gás sulfídrico (H2S), decorrentes da poluição atmosférica ou pelo seu
tratamento com sulfito de sódio. O H2S reage com o ferro dando origem a
sulfeto de ferro (FeS), que se apresenta sob a forma de manchas pretas.
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O gás carbônico (C02) toma a água ligeiramente acidificada, viabilizando a
formação de pites.
Corrosão externa
Esse tipo de corrosão acontece nas superfícies expostas aos gases de
combustão e é função do combustível utilizado e das temperaturas. Nas
caldeiras aquatubulares, as superfícies de aquecimento mais quente são aquelas
do superaquecedor e do reaquecedor, podendo ocorrer corrosão tanto nas
caldeiras que queimam óleo como carvão. Outro problema de corrosão ocorre
nas caldeiras que operam com cinzas fundidas, que permitem o ataque do O2,
destruindo a camada protetora de magnetita.
A corrosão nas regiões de baixa temperatura é consequência direta da
presença de enxofre nos combustíveis, na forma de sulfatos, de compostos
orgânicos ou na forma elementar. A decomposição dos sulfatos produz S03, já o
enxofre elementar e os compostos orgânicos produzem no processo de
combustão o S02 e o S03 (em menor quantidade). O S02 por sua vez pode
oxidar-se em S03 por ação direta do O2 ou por oxidação direta catalítica ao
contato dos depósitos existentes sobre as superfícies de aquecimento. Para os
combustíveis contendo enxofre na ordem de 3%, o teor de S03 nos gases de
combustão varia entre 20 a 80 ppm (partes por milhão) em massa.
Nos gases de combustão contento vapor de água, pode haver a
condensação de gotas de ácido sulfúrico quando a temperatura reduz muito e
atinge o ponto de orvalho. Esse depende das pressões parciais do H20 e do S03
nos gases de combustão, porém pode variar de 90 a 160°C. A condensação das
gotas de H2S04 pode, desta forma, acontecer nas partes finais das caldeiras
aquatubulares, ou seja, no economizador, no pré-aquecedor de ar e na
chaminé.
Outro fator que contribui para a corrosão externa é o ar atmosférico.
Caldeiras instaladas em regiões muito úmidas, locais próximos ao mar e em
atmosferas fortemente poluídas, apresentam corrosão externa, de modo
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generalizado, em todas as suas partes (chaparias, colunas, escadas,
plataformas, etc.).
Erosão
Outro fator que também age na redução da espessura é a erosão. Esse
fenômeno pode acontecer de diversas maneiras nas caldeiras. Nas caldeiras
flamotubulares pode ocorrer, por exemplo, na alimentação da água pela bomba
em que o jato de entrada, podendo conter partículas pesadas (areia, partes
metálicas, etc.), incide sobre a parede externa da fornalha, causando seu
desgaste.
A erosão pelo vapor pode acontecer em sedes de vedação de válvulas de
segurança. Essas válvulas são normalmente fabricadas para resistir à ação
abrasiva da passagem do vapor em regime de solicitações normais, ou seja,
quando a válvula é aberta apenas em situações de emergência e de testes.
Entretanto, quando outros controles de pressão não estão presentes ou não
funcionam, a válvula de segurança deixa de ser um acessório de emergência e
passa a funcionar com maior frequência, desgastando de modo excessivo e
reduzindo muito a vida útil do disco de assentamento.
Nas caldeiras Aquatubulares a erosão é frequentemente ocasionada por
sopradores de fuligem desalinhados, que direcionam o jato de vapor sobre os
tubos, em vez de entre eles.
Cavitação
A cavitação é também uma forma de degeneração dos materiais, podendo
ser responsável pela redução de espessuras. Seu mecanismo é caracterizado
pela ação dinâmica resultante da contínua formação e colapso de bolhas de
gases ou vapores do meio líquido sobre uma superfície. Sua ocorrência é muito
comum em bombas centrífugas (com pressão de sucção deficiente), dobras,
cotovelos e derivações de tubulações, válvulas, etc.
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Logicamente, a ação combinada dos dois últimos fenômenos com a
corrosão, é muito mais maléfica para as caldeiras, que o efeito isolado de cada
um deles.
Explosões causadas por aumento da pressão
A pressão do vapor em uma caldeira é função direta da quantidade de
energia disponível na fornalha pela queima do combustível e que é transmitida à
água. Sendo assim, a pressão interna na caldeira depende fundamentalmente
da atuação do queimador. Entretanto, o queimador não é o único responsável
pelo aumento de pressão na caldeira, pois a bomba de alimentação injeta água
com pressão superior àquela de trabalho. Se a vazão com que a bomba
alimenta a caldeira for maior que aquela de saída do vapor, o nível de água sobe
e a pressão de trabalho aumenta. Durante a operação normal da caldeira, a
pressão é mantida dentro de seus limites pelos seguintes sistemas:
Sistema de modulação de chama – Sistema constituído por um
pressostato modulador de chama, um servo-motor e um conjunto de registros
(dampers). O pressostato possui um diafragma ou fole que se estende com o
aumento da pressão e que aciona os contatos que emitem o sinal elétrico para o
acionamento do servomotor. Esse transmite movimento às alavancas, que
acionam os dampers, alterando a vazão de combustível e a vazão de ar. Com
isso, a alimentação do queimador fica modificada e obtêm-se a modulação de
chama, ou seja, sua redução nos momentos de pressões elevadas e sua
intensificação nos momentos de pressões baixas.
Sistema de pressão máxima – Esse é composto por um pressostato
e uma válvula solenóide. Quando a pressão se eleva além de certo
limite, o pressostato é acionado e corta a alimentação elétrica da
válvula solenóide. Consequência direta disso, é o corte completo de
combustível ao queimador. Quando a pressão normal de trabalho se
restabelece, o pressostato faz abrir totalmente a passagem do
combustível ao queimador.
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Válvula de segurança – Como já comentado anteriormente, essas
válvulas têm a função de deixar sair o vapor quando a pressão
ultrapassa a PMTA, fazendo diminuir a pressão interna.
Sistema manual – Conforme for a indicação de pressão no
manômetro da caldeira, o operador tem condições de acionar os
vários dispositivos para intervir, onde for necessário, para manter a
pressão interna da caldeira: queimador, bomba de alimentação ou
mesmo na válvula de segurança. Por meio dessa última, o vapor
pode ser liberado à atmosfera manualmente (acionamento da
alavanca da válvula, por exemplo).
Com todas essas possibilidades, conjugadas ou não, é de se esperar que
as caldeiras tenham grande chance de ser operadas com segurança, porém,
mesmo assim, há inúmeros casos de explosões, causadas por falhas. A
possibilidade de falhas em pressostatos pode ser de natureza mecânica, como o
bloqueio de sua comunicação com a caldeira ou a deterioração do diafragma ou
de natureza elétrica, pela colagem dos contatos. Falhas nas válvulas solenóides
oferecem riscos quando impedem o bloqueio do combustível, ou seja, quando
operam na posição aberta. Há possibilidades da ocorrência desse defeito por
falha mecânica de fabricação ou pela instalação incorreta, fora da vertical, ou de
cabeça para baixo. As válvulas de segurança, para funcionarem
adequadamente, devem ser fabricadas em processo de rigoroso controle de
qualidade, com molas testadas, dimensões calibradas, concentricidade dos
elementos e vedações perfeitas, do contrário não fecham após o alívio da
pressão, ou, o que é mais grave, não abrem no momento em que necessita sua
abertura. É importante observar que, normalmente, a válvula de segurança
opera após o sistema de pressão máxima não ter funcionado. Ou seja, se a
válvula de segurança não funcionar, a segurança do sistema estará bastante
comprometida, restando apenas o sistema manual como possível controle da
situação.
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Falhas no sistema manual são decorrentes de defeitos em instrumentos de
indicação de pressão (manômetros) e de nível, ou nos dispositivos de controle,
ou, ainda, de procedimentos inadequados por parte do operador.
Explosões no lado dos gases
As explosões no lado dos gases são originadas por uma reação química,
ou seja, pelo processo de combustão. Esse processo além de ocorrer
exotermicamente, acontece em um tempo muito pequeno, cuja consequência é
o aumento rápido e violento da pressão em um espaço restrito. As explosões
dessa natureza acontecem com frequência nas caldeiras que operam com
combustíveis líquidos e gasosos. As névoas de líquidos inflamáveis ou de óleos
combustíveis aquecidos apresentam comportamento similar às dispersões
gasosas inflamáveis. Quando entram em contato com o ar, formam uma mistura
que entra em combustão instantânea, se a relação ar/combustível estiver dentro
do limite de inflamabilidade do combustível e se houver uma pequena fonte de
calor para a ignição. As caldeiras Aquatubulares, em face da complexa
disposição do circuito dos gases, favorecem a existência de zonas mortas, onde
pode ocorrer acúmulo de gases não queimados.
As explosões no lado dos gases acontecem com frequência na recolocação
manual em marcha da caldeira, quando é promovida a ignição com retardo, ou
sem purga prévia, condição em que a fornalha se encontra inundada com a
mistura combustível-comburente. Ocorrem casos também de explosões durante
o funcionamento da caldeira: falta de limpeza dos queimadores ou presença de
água no combustível ou, ainda, carbonização do óleo no queimador podem levar
à interrupção da alimentação do combustível. Essa falha, associada ou não a
falhas no sistema de alimentação de ar, pode causar perda momentânea da
chama.
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Figura 5.24 - Incêndio provocado por explosão de Caldeira
Com isso, o interior da fornalha ficará enriquecido com a mistura e a
explosão ocorrerá deflagrada pelo sistema de ignição, ou por partes
incandescentes da fornalha, ou ainda, por outro queimador, no caso de a perda
da chama ocorrer em um queimador, enquanto outros funcionam.
Algumas caldeiras flamotubulares possuem válvulas de alívio instaladas
nos espelhos dianteiros. Essas válvulas são mantidas fechadas por ação de
molas durante o funcionamento normal da caldeira e, se abrem para fora,
quando a pressão da fornalha supera a pressão exercida pelas molas, ou seja,
no momento de uma explosão. Porém, o alívio da pressão nem sempre é obtida,
dada a violência com que as explosões acontecem, fazendo voar até os
espelhos, nos casos mais extremos. Pode haver também casos de pequenas
explosões em que essas válvulas são lançadas fora, e, como se localizam
próximas à altura da cabeça do operador, podem criar riscos adicionais.
5.2. OUTROS RISCOS DE ACIDENTES E RISCOS À SAÚDE
Outras condições determinam situações de risco de acidentes no ambiente
das caldeiras, em particular, para os operadores. Uma das situações é o risco de
queimaduras na sala de caldeiras por água quente, vapor, óleo aquecido,
tubulações e depósitos desprotegidos, etc. Deve-se considerar ainda, o risco de
queimaduras por contato com produtos cáusticos, normalmente empregados
para neutralizar o pH da água da caldeira, como o hidróxido de sódio e outros
produtos químicos.
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Na casa de caldeira ou nas caldeiras instaladas ao tempo, há riscos
consideráveis de quedas de mesmo nível, em virtude de óleo impregnado no
piso ou de poças de óleo, se o local de trabalho não for convenientemente
limpo. As quedas de níveis diferentes representam maiores perigos, pois
existem caldeiras de diversos tamanhos, podendo atingir alturas de até dezenas
de metros. Nessas caldeiras há necessidade de acesso do operador a diversos
níveis, seja para observação de visores de fornalha, de sistemas de
alimentação, de válvulas, etc.
Do ponto de vista ergonômico, as caldeiras têm evoluído muito nos
últimos anos, existindo hoje, caldeiras que possuem câmaras de vídeo para que
o operador possa observar e exercer à distância, e confortavelmente sentado à
frente de um painel, o controle das fornalhas, do nível, dos sistemas de
alimentação, etc. Entretanto, essas não são em geral, as condições
frequentemente encontradas. Em termos ergonômico, o corpo de um operador
de caldeira é solicitado muitas vezes por movimentos desordenados e
excessivos, localizados ou generalizados: visores mal posicionados, manômetros
instalados em ângulos inadequados, válvulas emperradas e que possuem
volantes exageradamente pequenos, regulagem de chamas que exigem
operações iterativas, etc.
Figura 5.25 - Condições ergonômicas incorretas: fechamento / abertura de válvulas;Atuação de botoeiras; Olhos expostos à radiação infravermelha em operações de regulagem de chama e em
observações prolongadas de superfícies incandescentes; Chama da caldeira, exigindo uso de EPIs para verificação da mesma.
A presença de ruído de baixa frequência dos queimadores e de alta
frequência proporcionada por vazamentos de vapor (acidentais ou
intencionalmente provocados pelas válvulas de segurança) constitui um espectro
sonoro peculiar e variável ao longo da jornada de trabalho.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 163
Desconforto térmico nas operações de caldeiras é muito frequente e de
fácil constatação, porém a sobrecarga térmica para ser identificada, exige a
análise de cada caso em particular, sendo necessário para tanto, não só
avaliações com termômetros de globo e de bulbo úmido, como também exames
médicos e acompanhamento individual.
Há também riscos de os operadores terem os olhos expostos à radiação
infravermelha em operações de regulagem de chama e em observações
prolongadas de superfícies incandescentes.
Fumaças, gases e vapores expelidos pela chaminé representam, em certas
condições, riscos não somente aos operadores, como também à comunidade, ou
seja, pelo risco de intoxicação por monóxido de carbono, por exemplo.
Caldeiras operantes com carvão, lenha, bagaço de cana, biomassa e
outras oferecem ainda, riscos inerentes ao manuseio, armazenagem e
processamento do combustível.
Figura 5.26 - Alimentação de caldeira: manual e automática, Atuação de Válvula de Segurança (PSV), provocando grandes ruídos respectivamente
Figura 5.27 - Chaminé de Caldeira a combustível sólido e Operação de Caldeira a combustível sólido
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 164
6. LEGISLAÇÃO E NORMALIZAÇÃO
6.1. NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS
Norma Técnica é um documento aprovado por uma instituição
reconhecida, que prevê, para um uso comum e repetitivo, regras, diretrizes ou
características para os produtos ou processos e métodos de produção conexos,
e cuja observância não é obrigatória. Também pode incluir prescrições em
matéria de terminologia, símbolos, embalagem, marcação ou etiquetagem
aplicável a um produto, processo ou método de produção, ou tratar
exclusivamente delas.
A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas foi fundada em 1940,
sendo uma entidade sem fins lucrativos, tendo como finalidade fornecer a base
necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro. É a representante
brasileira no sistema internacional de normalização, composto de entidades
nacionais, regionais e internacionais. No Brasil, as normas técnicas oficiais são
aquelas desenvolvidas pela ABNT e registradas no INMETRO - Instituto Nacional
de Metrologia e Qualidade Industrial. Para atividades com eletricidade, há
diversas normas, abrangendo quase todos os tipos de instalações e produtos.
Essas normas são o resultado de uma ampla discussão de profissionais e
instituições, organizados em grupos de estudos, comissões e comitês. O
conteúdo das NBR - Normas Brasileiras Registradas, é de responsabilidade dos
CB - Comitês Brasileiros, dos ONS - Organismos de Normalização Setorial e
ainda das CET - Comissões de Estudos Especiais Temporários, são elaborados
por CE - Comissões de Estudos, formadas por representantes dos setores
envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros
(universidades, laboratórios e outros), sendo a ABNT o Fórum Nacional de
Normalização. O Organismo de Normalização Setorial (ABNT/ONS) é um
organismo público, privado ou misto, sem fins lucrativos, que, entre outras, tem
atividades reconhecidas no campo da Normalização em um dado domínio
setorial, credenciado pela ABNT segundo critérios aprovados pelo CONMETRO.
Todo o trabalho, dos Comitês Brasileiros e Organismos de Normalização
Setorial, é orientado para atender ao desenvolvimento da tecnologia e
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 165
participação efetiva na normalização internacional e regional. Existe ainda a
Comissão de Estudo Especial Temporária (CEET), que é uma Comissão de
Estudo vinculada à Gerência do Processo de Normalização da ABNT, com
objetivo e prazo determinado, para tratar do assunto não coberto pelo âmbito
de atuação dos Comitês Técnicos.
A ABNT possui atualmente 55 Comitês e 4 Organismos de Normalização
Setorial nas mais diversas áreas do conhecimento.
6.2. REGULAMENTAÇÕES DO MINISTÉRIO DO TRABALHO
Os instrumentos jurídicos de proteção ao trabalhador têm sua origem na
Constituição Federal que, ao relacionar os direitos dos trabalhadores, incluiu
entre eles a proteção sua saúde e segurança por meio de normas específicas.
Coube ao Ministério do Trabalho estabelecer essas regulamentações Normas
Regulamentadoras – NR por intermédio da Portaria nº 3.214/78. A partir de
então, uma série de outras portarias foi editada pelo Ministério do Trabalho com
o propósito de modificar ou acrescentar normas regulamentadoras de proteção
ao trabalhador, conhecidas pelas suas iniciais: NR. Sobre a segurança em
caldeiras, vasos de pressão e tubulações, a referência é a NR-13, que estabelece
os requisitos mínimos para gestão da integridade estrutural de caldeiras a
vapor, vasos de pressão e suas tubulações de interligação nos aspectos
relacionados à instalação, inspeção, operação e manutenção, visando à
segurança e à saúde dos trabalhadores.
A NR-13 exige também sejam observadas as normas técnicas oficiais
vigentes e, na falta destas, as normas técnicas internacionais.
A CLT - Consolidação das Leis do Trabalho foi promulgada em 1º de maio
de 1943 reunindo leis, à época que tratavam dos direitos individuais e coletivos
do trabalho e etc., sendo que a fundamentação legal, que dá o embasamento
jurídico à existência das Normas Regulamentadoras, está nos artigos 187 e 188
da Consolidação das Leis do Trabalho – CLT. As Normas Regulamentadoras são
Normas complementares às existentes na CLT, tendo em vista as peculiaridades
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 166
e características específicas de cada atividade ou setor de trabalho. O campo de
aplicação das Normas Regulamentadoras editadas pelo MTE é de observância
em todas as empresas públicas.
Regulamento Técnico é um documento aprovado por órgãos
governamentais em que se estabelecem as características de um produto ou dos
processos e métodos de produção com eles relacionados, com inclusão das
disposições administrativas aplicáveis e cuja observância é obrigatória. Também
pode incluir prescrições em matéria de terminologia, símbolos, embalagem,
marcação ou etiquetagem aplicáveis a um produto, processo ou método de
produção, ou tratar exclusivamente delas.
As Normas Regulamentadoras, relativas à segurança e à medicina do
trabalho, foram instituídas pelo MTE - Ministério do Trabalho e Emprego,
visando o bem-estar da classe trabalhadora, condição primordial para qualquer
segmento produtivo. São de observância obrigatória pelas empresas privadas e
órgãos públicos de administração direta e indireta, bem como pelos órgãos dos
Poderes Legislativo e Judiciário, que possuam empregados regidos pela CLT e o
seu não cumprimento acarretará ao empregador a aplicação das penalidades
previstas na legislação pertinente.
No Brasil os princípios básicos da Segurança do Trabalho são ditados e
orientados pelas Normas Regulamentadoras – NR´s.
As Normas Regulamentadoras – NR´s por sua vez apoiam-se e se
relacionam com as Normas Técnicas oficiais, estabelecidas pelos órgãos
competentes, como as da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas e
das demais Normas Técnicas existentes no mundo, tais como a ISO, a ASTM, a
API, a ASME, a DIN, a BS a NF e todas as demais. É muito importante também
que sejam seguidas as recomendações técnicas relativas à Segurança da
Instalação e a Segurança do Trabalhador encontradas nos livros técnicos que
regem o assunto, nos manuais técnicos das instalações e de seus componentes,
nos treinamentos específicos, etc.
As Normas Regulamentadoras – NR´s são fundamentais e obrigatórias
para o exercício da Higiene e Segurança do Trabalho e com a aplicação das
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 167
Normas Técnicas correspondentes servem para nortear as principais ações
preventivas e de fiscalização indicadas nos assuntos da Higiene e Segurança do
Trabalho nas Empresas.
6.3. RESUMO DAS NR´S
A seguir, de uma forma introdutória, colocamos um resumo geral das
NR´s. Posteriormente algumas das principais NR´s serão estudadas mais
detalhadamente, principalmente aquelas de aplicação mais generalizada.
Observações:
Outro ponto a salientar é de que estas normas são revisadas
periodicamente. Nestas ocasiões as mesmas são colocadas para
consulta pública antes de serem recolocadas;
A fiscalização dos estabelecimentos pelos órgãos competentes é feita
com base nas Normas Regulamentadoras – NR´s;
As Normas Regulamentadoras – NR´s em seus textos fazem sempre
referência às Normas Técnicas da ABNT vigentes, ou na possível
falta destas, às Normas Técnicas Internacionais;
Deste fato concluímos que ao utiliza-las e emprega-las necessitamos
sempre de dispor também das Normas Técnicas correspondentes.
NR - 1 - Disposições Gerais
Determina que as Normas Regulamentadoras, relativas à Segurança e
Medicina do Trabalho, obrigatoriamente, deverão ser cumpridas por todas as
empresas privadas e públicas, desde que possuam empregados celetistas.
Determina, também, que o Departamento de Segurança e Saúde no Trabalho –
DSST é o órgão competente para coordenar, orientar, controlar e supervisionar
todas as atividades inerentes.
Dá competência às DRT´s regionais, determina as responsabilidades do
empregador e a responsabilidade dos empregados.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 168
NR - 2 Inspeção Prévia
Determina que todo estabelecimento novo deverá solicitar aprovação de
suas instalações ao órgão regional do Ministério do Trabalho e Emprego, que
emitirá o CAI - Certificado de Aprovação de Instalações, por meio de modelo
pré-estabelecido.
NR-3 - Embargo ou Interdição
A DRT poderá interditar/embargar o estabelecimento, as máquinas, setor
de serviços se os mesmos demonstrarem grave e iminente risco para o
trabalhador, mediante laudo técnico, e/ou exigir providências a serem adotadas
para prevenção de acidentes do trabalho e doenças profissionais.
Caso haja interdição ou embargo em um determinado setor, os
empregados receberão os salários como se estivessem trabalhando.
NR- 4 - Serviços Especializados em Engenharia de Segurança
e em Medicina do Trabalho – SESMT
A implantação do SESMT depende da gradação do risco da atividade
principal da empresa conforme os dados da Classificação Nacional de Atividades
Econômicas - CNAE e do número total de empregados do estabelecimento.
Dependendo desses elementos o SESMT deverá ser composto por um
Engenheiro de Segurança do Trabalho, um Médico do Trabalho, Enfermeiro do
Trabalho, Auxiliar de Enfermagem do Trabalho, Técnico de Segurança do
Trabalho, todos empregados da empresa.
NR - 5 - Comissão Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA
A Comissão Interna de Prevenção de Acidentes – CIPA tem como objetivo
a prevenção de acidentes e doenças decorrentes do trabalho, de modo a tornar
compatível permanentemente o trabalho com a preservação da vida e a
promoção da saúde do trabalhador. Todas as empresas privadas, públicas,
sociedades de economia mista, instituições beneficentes, cooperativas, clubes,
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 169
desde que possuam empregados celetistas, dependendo do grau de risco da
empresa e do número mínimo de 20 empregados, são obrigadas a constituir a
CIPA e a manter em regular funcionamento.
NR - 6 - Equipamentos de Proteção Individual – EPI´s
Os EPI´s, Equipamentos de Proteção Individual são empregados na
proteção da saúde e integridade física do trabalhador. As Empresas são
obrigadas a fornecer aos seus empregados, gratuitamente, Equipamentos de
Proteção Individual – EPI adequados aos riscos e em perfeito estado de
conservação e funcionamento, nas seguintes circunstâncias:
A) Sempre que as medidas de proteção coletiva forem tecnicamente
inviáveis ou não oferecerem completa proteção contra os riscos de acidentes do
trabalho e/ou de doenças profissionais e do trabalho;
B) Enquanto as medidas de proteção coletivas estivem sendo implantadas;
C) Para atender as situações de emergência;
Todo equipamento deve ter o CA - Certificado de Aprovação do Ministério
do Trabalho e Emprego e a Empresa que importa EPI´s também deverá ser
registrada junto ao Departamento de Segurança e Saúde do Trabalho, existindo
para esse fim todo um processo administrativo.
NR - 7 - Programa de Controle Médico de Saúde Ocupacional -
PCMSO
Este programa trata dos exames médicos obrigatórios para as empresas.
São eles:
Exame admisisional;
Exame periódico;
Exame de retorno ao trabalho;
Exame de mudança de função;
Exame demissional;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 170
Exames complementares.
Dependendo do grau de risco da empresa, ou empresas que trabalhem
com agentes químicos, ruídos, radiações ionizantes, benzeno etc., a critério do
médico do trabalho e dependendo dos quadros na própria NR7, bem como, na
NR15, existirão exames específicos para cada risco que o trabalho possa gerar.
NR - 8 - Edificações
Esta norma define os parâmetros para as edificações, observando-se a
proteção contra a chuva, insolação excessiva ou falta de insolação. Deve-se
observar também as legislações pertinentes nos níveis federal, estadual e
municipal.
NR - 9 - Programa de Prevenção de Riscos Ambientais – PPRA
Esta norma objetiva a preservação da saúde e integridade do trabalhador,
através da antecipação, avaliação e controle dos riscos ambientais existentes,
ou que venham a existir no ambiente de trabalho, tendo em vista a proteção ao
Meio Ambiente e aos Recursos Naturais. Leva-se em conta os Agentes:
FÍSICOS;
QUÍMICOS;
BIOLÓGICOS;
Além desses agentes, destacamos também:
RISCOS ERGONÔMICOS;
RISCOS DE ACIDENTES.
É importante manter esses dados no PPRA, a fim de as empresas não
sofrerem ações de natureza civil por danos causados ao trabalhador, mantendo-
se atualizados os Laudos Técnicos e o Perfil Profissiográfico Previdenciário.
O objetivo visado pela mesma é o da preservação da saúde e da
integridade dos trabalhadores, através da antecipação, reconhecimento,
avaliação e consequente controle da ocorrência de riscos ambientais existentes
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 171
ou que venham a existir no ambiente do trabalho, tendo em consideração a
proteção do meio ambiente e dos recursos naturais.
NR - 10 - Segurança em Instalações e Serviços de
Eletricidade
Trata das condições mínimas para garantir a segurança daqueles que
trabalham em instalações elétricas, em suas diversas etapas, incluindo projeto,
execução, operação, manutenção, reforma e ampliação, incluindo terceiros e
usuários.
A NR 10 foi recentemente atualizada e modificada após um período de consulta
pública, sendo então alterada conforme a Portaria 598 de 07 / 12 / 2004 .
NR-11 - Transporte, Movimentação, Armazenagem e
Manuseio de Materiais
Destina-se a Operação de Elevadores, Guindastes, Transportadores
Industriais e Máquinas Transportadoras.
NR-12 - Máquinas e Equipamentos
Determina as instalações e áreas de trabalho; distâncias mínimas entre as
máquinas e os equipamentos; dispositivos de acionamento, partida e parada das
máquinas e equipamentos.
NR-13 – Caldeiras, Vasos de Pressão e tubulações.
É de competência do Engenheiro especializado nas atividades referentes
ao projeto de construção, acompanhamento de operação e manutenção,
inspeção e supervisão de inspeção periódica das caldeiras, vasos de pressão e
tubulações.
A Norma exige treinamento específico para os seus operadores, contendo
várias classificações e categorias, nas especialidades, devido, principalmente, ao
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 172
seu elevado grau de risco. Saliente-se também que as Caldeiras, Vasos de
Pressão, tubulações e suas instalações demandam bastante cuidado tendo em
vista os riscos de Incêndios e de Explosões.
NR - 14 - Fornos
Define os parâmetros para a instalação de fornos, devendo-se observar as
legislações pertinentes nos níveis federal, estadual e municipal. Além disto,
considerar que as fontes de aquecimento dos fornos podem ser obtidas pela
queima de combustíveis, pela eletricidade ou pela recuperação de gases quentes
e que, portanto devem ser tomados todos os cuidados seguidos as
recomendados a respeito das mesmas.
NR-15 - Atividades e Operações Insalubres
Considerada atividade insalubre, a exemplo da NR16-Atividades Perigosas,
quando ocorre além dos limites de tolerância, isto é intensidade, natureza e
tempo de exposição ao agente, que não causará dano à saúde do trabalhador,
durante a sua vida laboral. As atividades insalubres estão contidas nos anexos
da Norma e são considerados os agentes: Ruído contínuo ou permanente; Ruído
de Impacto; Tolerância para Exposição ao Calor; Radiações Ionizantes; Agentes
Químicos e Poeiras Minerais. Tanto a NR15 quanto a NR16 dependem de perícia,
a cargo do médico ou do engenheiro do trabalho, devidamente credenciado
junto ao Ministério do Trabalho e Emprego.
NR - 16 - Atividades e Operações Perigosas
Também considerada quando ocorre além dos limites de tolerância,
sendo considerado atividades perigosas aquelas ligadas a Explosivos,
Inflamáveis e Energia Elétrica.
NR - 17 - Ergonomia
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 173
Esta norma estabelece os parâmetros que permitam a adaptação das
condições de trabalho às características psicofisiológicas, máquinas, ambiente,
comunicações dos elementos do sistema, informações, processamento, tomada
de decisões, organização e consequências do trabalho. Observe-se que as LER -
Lesões por Esforços Repetitivos, hoje denominados DORT - Doença
Osteomuscular, relacionada ao trabalho constituem o principal grupo de
problemas à saúde, reconhecidos pela sua relação laboral. O termo DORT é
muito mais abrangente que o termo LER, constante hoje das relações de
doenças profissionais da Previdência.
A NR -17 contempla ainda, de forma mais especifica, os Anexos I -
Trabalho dos Operadores de Checkouts e II - Trabalho em Teleatendimento /
Telemarketing.
NR - 18 - Condições e Meio Ambiente de Trabalho na
Indústria da Construção
O Programa de Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria da
Construção - PCMAT equivale ao “PPRA” da Construção Civil. Resume-se no
elenco de providências a serem executadas, em função do cronograma de uma
obra, levando-se em conta os riscos de acidentes e doenças do trabalho e as
suas respectivas medidas de segurança.
NR - 19 - Explosivos
Determina os parâmetros para depósito, manuseio e armazenagem de
explosivos, sendo que seu Anexo-I refere-se a Segurança e Saúde na Indústria
de Fogos de Artifício e outros Artefatos Pirotécnicos.
NR - 20 - Líquidos Combustíveis e Inflamáveis
Define os parâmetros para o armazenamento de combustíveis e
inflamáveis.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 174
NR - 21 - Trabalho a céu aberto
Define o tipo de proteção aos trabalhadores que trabalham sem abrigo,
contra intempéries (insolação, condições sanitárias, água etc.).
NR - 22 - Segurança e Saúde Ocupacional na Mineração
Destina-se aos trabalhos em minerações subterrâneas ou a céu aberto,
garimpos, beneficiamento de minerais e pesquisa mineral. Nesses trabalhos é
necessário ter um médico especialista em condições hiperbáricas. Esta atividade
possui várias outras legislações complementares.
NR - 23 - Proteção contra Incêndios
Todas as empresas devem possuir proteção contra incêndio; saídas para
retirada de pessoal em serviço e/ou público; pessoal treinado e equipamentos.
As empresas devem observar as normas do Corpo de Bombeiros sobre o
assunto.
NR - 24 - Condições Sanitárias e de Conforto nos Locais do
Trabalho
Todo estabelecimento deve atender as denominações desta norma, que o
próprio nome contempla. Cabe a CIPA e/ou ao SESMT, se houver, a observância
desta norma. Deve-se observar, também, nas Convenções Coletivas de Trabalho
de sua categoria se existe algum item sobre o assunto.
NR - 25 - Resíduos Industriais
Trata da eliminação dos resíduos gasosos, sólidos, líquidos de alta
toxidade, periculosidade, risco biológico, radioativo, remetendo ainda às
disposições contidas na NR15 e legislações pertinentes nos níveis federal,
estadual e municipal.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 175
NR - 26 - Sinalização de Segurança
Determina as cores na segurança do trabalho como forma de prevenção
evitando a distração, confusão e fadiga do trabalhador, bem como cuidados
especiais quanto a produtos e locais perigosos.
NR - 27 - Registro Profissional do Técnico de Segurança no
Ministério do Trabalho e Emprego
Todo técnico de segurança deve ser portador de certificado de conclusão
do 2º grau de Técnico de Segurança e Saúde no Trabalho, com currículo do
Ministério do Trabalho e Emprego, devidamente registrado através das DRT´s
regionais.
NR-28 - Fiscalização e Penalidades
Toda norma regulamentadora possui uma gradação de multas, para cada
item das normas. Estas gradações são divididas por número de empregados,
risco na segurança e risco em medicina do trabalho. O agente da fiscalização,
baseado em critérios técnicos, autua o estabelecimento, faz a notificação,
concede prazo para a regularização e/ou defesa. Quando constatar situações
graves e/ou iminentes ao risco à saúde e à integridade física do trabalhador
propõe à autoridade regional a imediata interdição do estabelecimento.
NR - 29 - Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no
Trabalho Portuário
Tem por objetivo Regular a proteção obrigatória contra acidentes e
doenças profissionais, facilitar os primeiro socorros a acidentados e alcançar as
melhores condições possíveis de segurança e saúde aos trabalhadores
portuários. As disposições contidas nesta NR aplicam-se aos trabalhadores
portuários em operações tanto a bordo como em terra, assim como aos demais
trabalhadores que exerçam atividades nos portos organizados e instalações
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 176
portuárias de uso privativo e retro-portuárias, situadas dentro ou fora da área
do porto organizado.
NR-30 - Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no
Trabalho Aquaviário
Aplica-se aos trabalhadores de toda embarcação comercial utilizada no
transporte de mercadorias ou de passageiros, na navegação marítima de longo
curso, na cabotagem, na navegação interior, no serviço de reboque em alto-
mar, bem como em plataformas marítimas e fluviais, quando em deslocamento,
e embarcações de apoio marítimo e portuário. A observância desta Norma
Regulamentadora não desobriga as empresas do cumprimento de outras
disposições legais com relação à matéria e outras oriundas de convenções,
acordos e contratos coletivos de trabalho.
NR-31 – Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no
Trabalho na Agricultura, Pecuária Silvicultura, Exploração
Florestal e Aquicultura
Esta Norma Regulamentadora tem por objetivo estabelecer os preceitos a
serem observados na organização e no ambiente de trabalho, de forma a tornar
compatível o planejamento e o desenvolvimento das atividades da agricultura,
pecuária, silvicultura, exploração florestal e aquicultura com a segurança e
saúde e meio ambiente do trabalho.
NR-32 - Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no
Trabalho em Estabelecimentos de Assistência à Saúde.
Tem por finalidade estabelecer as diretrizes básicas para implementação
de medidas de proteção à segurança e à saúde dos trabalhadores em
estabelecimentos de assistência à saúde, bem como daqueles que exerçam
atividades de promoção e assistência à saúde em geral.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 177
NR-33 - Segurança e Saúde no Trabalho em Espaços
Confinados
Esta Norma tem como objetivo estabelecer os requisitos mínimos para
identificação
de espaços confinados e o reconhecimento, avaliação, monitoramento e
controle dos riscos existentes, de forma a garantir permanentemente a
segurança e saúde dos trabalhadores que interagem direta ou indiretamente
nestes espaços.
NR 34 - Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria
da Construção e Reparação Naval
Esta Norma tem como objetivo regular a proteção obrigatória contra
acidentes e doenças profissionais, facilitar os primeiros socorros a acidentados e
alcançar as melhores condições possíveis de segurança e saúde aos
trabalhadores envolvidos nessas atividades e operações.
NR 35 - Trabalho em altura
Esta Norma estabelece os requisitos mínimos e as medidas de proteção
para o trabalho em altura, envolvendo o planejamento, a organização e a
execução, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores
envolvidos direta ou indiretamente com esta atividade.
NR-36 - Segurança e saúde no trabalho em empresas de
abate e processamento de carnes e derivados
O objetivo desta Norma é estabelecer os requisitos mínimos para a
avaliação, controle e
monitoramento dos riscos existentes nas atividades desenvolvidas na
indústria de abate e processamento de carnes e derivados destinados ao
consumo humano, de forma a garantir permanentemente a segurança, a saúde
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 178
e a qualidade de vida no trabalho, sem prejuízo da observância do disposto nas
demais Normas Regulamentadoras - NR do Ministério do Trabalho e Emprego.
6.4. A NORMA NR-13 – CALDEIRAS
13.4 Caldeiras
13.4.1 Caldeiras a vapor - disposições gerais
13.4.1.1 Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e
acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de
energia, projetados conforme códigos pertinentes, excetuando-se refervedores e
similares.
13.4.1.2 Para os propósitos desta NR, as caldeiras são classificadas em 3
(três) categorias, conforme segue:
a) caldeiras da categoria A são aquelas cuja pressão de operação é igual
ou superior a 1960 kPa (19,98 kgf/cm2);
b) caldeiras da categoria C são aquelas cuja pressão de operação é igual
ou inferior a 588 kPa (5,99 kgf/cm2) e o volume interno é igual ou inferior a
100 l (cem litros);
c) caldeiras da categoria B são todas as caldeiras que não se enquadram
nas categorias anteriores.
13.4.1.3 As caldeiras devem ser dotadas dos seguintes itens:
a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual
ou inferior a PMTA, considerados os requisitos do código de projeto relativos a
aberturas escalonadas e tolerâncias de calibração;
b) instrumento que indique a pressão do vapor acumulado;
c) injetor ou sistema de alimentação de água independente do principal
que evite o superaquecimento por alimentação deficiente, acima das
temperaturas de projeto, de caldeiras de combustível sólido não atomizado ou
com queima em suspensão;
d) sistema dedicado de drenagem rápida de água em caldeiras de
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 179
recuperação de álcalis, com ações automáticas após acionamento pelo
operador;
e) sistema automático de controle do nível de água com intertravamento
que evite o superaquecimento por alimentação deficiente.
13.4.1.4 Toda caldeira deve ter afixada em seu corpo, em local de fácil
acesso e bem visível, placa de identificação
indelével com, no mínimo, as seguintes informações:
a) nome do fabricante;
b) número de ordem dado pelo fabricante da caldeira;
c) ano de fabricação;
d) pressão máxima de trabalho admissível;
e) pressão de teste hidrostático de fabricação;
f) capacidade de produção de vapor;
g) área de superfície de aquecimento;
h) código de projeto e ano de edição.
13.4.1.5 Além da placa de identificação, deve constar, em local visível, a
categoria da caldeira, conforme definida no item 13.4.1.2 desta NR, e seu
número ou código de identificação.
13.4.1.6 Toda caldeira deve possuir, no estabelecimento onde estiver
instalada, a seguinte documentação devidamente atualizada:
a) Prontuário da caldeira, fornecido por seu fabricante, contendo as
seguintes informações:
código de projeto e ano de edição;
especificação dos materiais;
procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final;
metodologia para estabelecimento da PMTA;
registros da execução do teste hidrostático de fabricação;
conjunto de desenhos e demais dados necessários para o monitoramento
da vida útil da caldeira;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 180
características funcionais;
dados dos dispositivos de segurança;
ano de fabricação;
categoria da caldeira;
b) Registro de Segurança, em conformidade com o item 13.4.1.9;
c) Projeto de Instalação, em conformidade com o item 13.4.2.1;
d) PAR, em conformidade com os itens 13.3.6 e 13.3.7;
e) Relatórios de inspeção, em conformidade com o item 13.4.4.14;
f) Certificados de calibração dos dispositivos de segurança.
13.4.1.7 Quando inexistente ou extraviado, o prontuário da caldeira deve
ser reconstituído pelo empregador, com responsabilidade técnica do fabricante
ou de PH, sendo imprescindível a reconstituição das características funcionais,
dos dados dos dispositivos de segurança e memória de cálculo da PMTA.
13.4.1.8 Quando a caldeira for vendida ou transferida de
estabelecimento, os documentos mencionados nas alíneas “a”,“d”, e “e” do item
13.4.1.6 devem acompanhá-la.
13.4.1.9 O Registro de Segurança deve ser constituído por livro de
páginas numeradas, pastas ou sistema informatizado com confiabilidade
equivalente onde serão registradas:
a) todas as ocorrências importantes capazes de influir nas condições de
segurança da caldeira;
b) as ocorrências de inspeções de segurança inicial, periódica e
extraordinária, devendo constar a condição operacional da caldeira, o nome
legível e assinatura de PH e do operador de caldeira presente na ocasião da
inspeção.
13.4.1.10 Caso a caldeira venha a ser considerada inadequada para uso,
o Registro de Segurança deve conter tal informação e receber encerramento
formal.
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 181
13.4.1.11 A documentação referida no item 13.4.1.6 deve estar sempre à
disposição para consulta dos operadores, do pessoal de manutenção, de
inspeção e das representações dos trabalhadores e do empregador na Comissão
Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA, devendo o empregador assegurar
pleno acesso a essa documentação.
13.4.2 Instalação de caldeiras a vapor
13.4.2.1 A autoria do projeto de instalação de caldeiras a vapor, no que
concerne ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de PH, e deve
obedecer aos aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas
Normas Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis.
13.4.2.2 As caldeiras de qualquer estabelecimento devem ser instaladas
em casa de caldeiras ou em local específico para tal fim, denominado área de
caldeiras.
13.4.2.3 Quando a caldeira for instalada em ambiente aberto, a área de
caldeiras deve satisfazer aos seguintes requisitos:
a) estar afastada de, no mínimo, 3,0 m (três metros) de:
outras instalações do estabelecimento;
de depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para partida
com até 2000 l (dois mil litros) de capacidade;
do limite de propriedade de terceiros;
do limite com as vias públicas;
b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente
desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções distintas;
c) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção
da caldeira, sendo que, para guarda-corpos vazados, os vãos devem ter
dimensões que impeçam a queda de pessoas;
d) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado,
provenientes da combustão, para fora da área de operação atendendo às
normas ambientais vigentes;
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 182
e) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes;
f) ter sistema de iluminação de emergência caso opere à noite.
13.4.2.4 Quando a caldeira estiver instalada em ambiente fechado, a
casa de caldeiras deve satisfazer os seguintes requisitos:
a) constituir prédio separado, construído de material resistente ao fogo,
podendo ter apenas uma parede adjacente a outras instalações do
estabelecimento, porém com as outras paredes afastadas de, no mínimo, 3,0 m
(três metros) de outras instalações, do limite de propriedade de terceiros, do
limite com as vias públicas e de depósitos de combustíveis, excetuando-se
reservatórios para partida com até 2000 l (dois mil litros) de capacidade;
b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente
desobstruídas, sinalizadas e dispostas em direções
distintas;
c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não possam
ser bloqueadas;
d) dispor de sensor para detecção de vazamento de gás quando se tratar
de caldeira a combustível gasoso;
e) não ser utilizada para qualquer outra finalidade;
f) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção
da caldeira, sendo que, para guarda-corpos
vazados, os vãos devem ter dimensões que impeçam a queda de pessoas;
g) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado,
provenientes da combustão, para fora da área de operação, atendendo às
normas ambientais vigentes;
h) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes e ter sistema
de iluminação de emergência.
13.4.2.5 Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto nos
itens 13.4.2.3 e 13.4.2.4, deve ser elaborado projeto alternativo de instalação,
com medidas complementares de segurança, que permitam a atenuação dos
riscos, comunicando previamente a representação sindical dos trabalhadores
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 183
predominante no estabelecimento.
13.4.2.6 As caldeiras classificadas na categoria A devem possuir painel de
instrumentos instalados em sala de controle, construída segundo o que
estabelecem as Normas Regulamentadoras aplicáveis.
13.4.3 Segurança na operação de caldeiras
13.4.3.1 Toda caldeira deve possuir manual de operação atualizado, em
língua portuguesa, em local de fácil acesso aos operadores, contendo no
mínimo:
a) procedimentos de partidas e paradas;
b) procedimentos e parâmetros operacionais de rotina;
c) procedimentos para situações de emergência;
d) procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio
ambiente.
13.4.3.2 Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos
calibrados e em boas condições operacionais.
13.4.3.2.1 Poderá ocorrer a neutralização provisória nos instrumentos e
controles, desde que não seja reduzida a segurança operacional, e que esteja
prevista nos procedimentos formais de operação e manutenção, ou com
justificativa formalmente documentada, com prévia análise técnica e respectivas
medidas de contingência para mitigação dos riscos elaborada pelo responsável
técnico do processo, com anuência do PH.
13.4.3.3 A qualidade da água deve ser controlada e tratamentos devem
ser implementados, quando necessários, para compatibilizar suas propriedades
físico-químicas com os parâmetros de operação da caldeira, sendo estes
tratamentos obrigatórios em caldeiras classificadas como categoria A, conforme
item 13.4.1.2 desta NR.
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 184
13.4.3.4 Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operação
e controle de operador de caldeira.
13.4.3.5 Será considerado operador de caldeira aquele que satisfizer o
disposto no item A do Anexo I desta NR.
13.4.4 Inspeção de segurança de caldeiras.
13.4.4.1 As caldeiras devem ser submetidas a inspeções de segurança
inicial, periódica e extraordinária.
13.4.4.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em caldeiras
novas, antes da entrada em funcionamento, no local de operação, devendo
compreender exame interno, seguido de teste de estanqueidade e exame
externo.
13.4.4.3 As caldeiras devem obrigatoriamente ser submetidas a Teste
Hidrostático - TH em sua fase de fabricação, com comprovação por meio de
laudo assinado por PH, e ter o valor da pressão de teste afixado em sua placa
de identificação.
13.4.4.3.1 Na falta de comprovação documental de que o Teste
Hidrostático - TH tenha sido realizado na fase de fabricação, se aplicará o
disposto a seguir:
a) para equipamentos fabricados ou importados a partir da vigência desta
NR, o TH deve ser feito durante a inspeção de segurança inicial;
b) para equipamentos em operação antes da vigência desta NR, a critério
do PH, o TH deve ser realizado na próxima inspeção de segurança periódica.
13.4.4.4 A inspeção de segurança periódica, constituída por exames
interno e externo, deve ser executada nos seguintes prazos máximos:
a) 12 (doze) meses para caldeiras das categorias A, B e C;
b) 15 (quinze) meses para caldeiras de recuperação de álcalis de qualquer
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
P á g i n a | 185
categoria;
c) 24 (vinte e quatro) meses para caldeiras da categoria A, desde que aos
12 (doze) meses sejam testadas as pressões de abertura das válvulas de
segurança.
13.4.4.5 Estabelecimentos que possuam Serviço Próprio de Inspeção de
Equipamentos - SPIE, conforme estabelecido no Anexo II, podem estender seus
períodos entre inspeções de segurança, respeitando os seguintes prazos
máximos:
a) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras de recuperação de álcalis;
b) 24 (vinte e quatro) meses para as caldeiras das categorias B e C;
c) 30 (trinta) meses para caldeiras da categoria A;
d) 40 (quarenta) meses para caldeiras especiais conforme, definição no
item 13.4.4.6.
13.4.4.6 As caldeiras que operam de forma contínua e que utilizam gases
ou resíduos das unidades de processo como combustível principal para
aproveitamento de calor ou para fins de controle ambiental podem ser
consideradas especiais quando todas as condições seguintes forem satisfeitas:
a) estiverem instaladas em estabelecimentos que possuam SPIE citado no
Anexo II;
b) tenham testados a cada 12 (doze) meses o sistema de intertravamento
e a pressão de abertura de cada válvula de segurança;
c) não apresentem variações inesperadas na temperatura de saída dos
gases e do vapor durante a operação;
d) existam análise e controle periódico da qualidade da água;
e) exista controle de deterioração dos materiais que compõem as
principais partes da caldeira;
f) exista parecer técnico de PH fundamentando a decisão.
13.4.4.6.1 O empregador deve comunicar ao Órgão Regional do
Ministério do Trabalho e Emprego e ao sindicato dos trabalhadores da categoria
NR-13 – Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo
P á g i n a | 186
predominante no estabelecimento, previamente, o enquadramento da caldeira
como especial.
13.4.4.7 No máximo, ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua
inspeção subsequente, as caldeiras devem ser submetidas a uma avaliação de
integridade com maior abrangência para determinar a sua vida remanescente e
novos prazos máximos para inspeção, caso ainda estejam em condições de uso.
13.4.4.8 As válvulas de segurança instaladas em caldeiras devem ser
inspecionadas periodicamente conforme segue:
a) pelo menos 1 (uma) vez por mês, mediante acionamento manual da
alavanca, em operação, para caldeiras das categorias B e C, excluídas as
caldeiras que vaporizem fluido térmico e as que trabalhem com água tratada
conforme previsto no item 13.4.3.3;
a) as válvulas flangeadas ou roscadas devem ser desmontadas,
inspecionadas e testadas em bancada, e, no caso de válvulas soldadas,
feito o mesmo no campo, com uma frequência compatível com o histórico
operacional das mesmas, sendo estabelecidos como limites máximos para
essas atividades os períodos de inspeção estabelecidos nos itens 13.4.4.4
e 13.4.4.5, se aplicável, para caldeiras de categorias A e B.
13.4.4.9 Adicionalmente aos testes prescritos no item 13.4.4.8, as
válvulas de segurança instaladas em caldeiras podem ser submetidas a testes
de acumulação, a critério do PH.
13.4.4.10 A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas
seguintes oportunidades:
a) sempre que a caldeira for danificada por acidente ou outra ocorrência
capaz de comprometer sua segurança;
b) quando a caldeira for submetida à alteração ou reparo importante
capaz de alterar suas condições de segurança;
NR - 13 – Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
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c) antes de a caldeira ser recolocada em funcionamento, quando
permanecer inativa por mais de 6 (seis) meses;
d) quando houver mudança de local de instalação da caldeira.
13.4.4.11 A inspeção de segurança deve ser realizada sob a
responsabilidade técnica de PH.
13.4.4.12 Imediatamente após a inspeção da caldeira, deve ser anotada
no seu Registro de Segurança a sua condição operacional, e, em até 60
(sessenta) dias, deve ser emitido o relatório, que passa a fazer parte da sua
documentação, podendo este prazo ser estendido para 90 (noventa) dias em
caso de parada geral de manutenção.
13.4.4.13 O empregador deve informar à representação sindical da
categoria profissional predominante no estabelecimento, num prazo máximo de
30 (trinta) dias após o término da inspeção de segurança, a condição
operacional da caldeira.
13.4.4.13.1 Mediante o recebimento de requisição formal, o empregador
deve encaminhar à representação sindical predominante no estabelecimento, no
prazo máximo de 10 (dez) dias após a sua elaboração, a cópia do relatório de
inspeção.
13.4.4.13.2 A representação sindical da categoria profissional
predominante no estabelecimento poderá solicitar ao empregador que seja
enviada de maneira regular cópia do relatório de inspeção de segurança da
caldeira em prazo de 30 (trinta) dias após a sua elaboração, ficando o
empregador desobrigado a atender os itens 13.4.4.13 e 13.4.4.13.1.
13.4.4.14 O relatório de inspeção, mencionado no item 13.4.1.6, alínea
“e”, deve ser elaborado em páginas numeradas contendo no mínimo:
a) dados constantes na placa de identificação da caldeira;
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P á g i n a | 188
b) categoria da caldeira;
c) tipo da caldeira;
d) tipo de inspeção executada;
e) data de início e término da inspeção;
f) descrição das inspeções, exames e testes executados;
g) registros fotográficos do exame interno da caldeira;
h) resultado das inspeções e providências;
i) relação dos itens desta NR que não estão sendo atendidos;
j) recomendações e providências necessárias;
k) parecer conclusivo quanto à integridade da caldeira até a próxima
inspeção;
l) data prevista para a nova inspeção de segurança da caldeira;
m) nome legível, assinatura e número do registro no conselho profissional
do PH e nome legível e assinatura de técnicos que participaram da inspeção.
13.4.4.15 As recomendações decorrentes da inspeção devem ser
registradas e implementadas pelo empregador, com a determinação de prazos e
responsáveis pela execução.
13.4.4.16 Sempre que os resultados da inspeção determinarem
alterações dos dados de projeto, a placa de identificação e a documentação do
prontuário devem ser atualizadas.
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REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
Norma Regulamentadora nº13 - CALDEIRAS, VASOS DE PRESSÃO E
TUBULAÇÕES