Atmosferas explosivas, Notas de estudo de Mecatrônica

Baixe Atmosferas explosivas e outras Notas de estudo em PDF para Mecatrônica, somente na Docsity! E&P-CORP/ENGP/IPSA SUZUKI / ROBERTO INSTRUÇÕES GERAIS PARA INSTALAÇÕES EM ATMOSFERAS EXPLOSIVAS Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção PETROBRAS E&P-CORP / ENGP / IPSA Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção I INTRODUÇÃO: Esta segunda edição das Instruções Gerais Para Instalações em Atmosferas Explosivas – Instru-Ex, revista e ampliada, apresenta informações e recomendações, que visam prevenir riscos de incêndios e explosões, colaborando assim, para a melhoria do nível de Segurança das instalações nas Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção de Petróleo/Gás da E&P e consequentemente, do pessoal nelas embarcado. Foram indicadas as práticas correntes, regras e regulamentos aplicáveis, com relação ao projeto e instalação; e também consolidadas as informações e a boa prática recomendada para operação, manutenção e inspeção de equipamentos e instalações em Áreas Classificadas (Atmosferas Potencialmente Explosivas). É recomendável que esta Instru-Ex seja amplamente divulgada nas áreas de Projeto, Construção e Montagem, Operação e Manutenção, Inspeção, Segurança Industrial e, especialmente, à bordo de cada Unidade Marítima. Comentários e sugestões para melhoria são sempre bem vindos para possível inclusão em futuras edições, que podem ser encaminhados para os autores: - Eng. Hélio Kanji SUZUKI - E&P-CORP/ENGP/IPSA Telefone: (21) 2534-2875 ; via rota: 814-2875 Fax: (21) 2534-2361 ; via rota: 814-2361 Chave de Correio: W012 – Notes e-mail: suzuki@petrobras.com.br - Eng. ROBERTO Gomes de Oliveira - UN-RIO/ATP-RO/ISUP Telefone: (21) 3876-1644 ; via rota: 816-1644 Fax: (21) 3876-1652 ; via rota: 816-1652 Chave de Correio: W03A – Notes e- mail: robertogo@petrobras.com.br Esta Segunda edição, bem como as futuras edições desta Instru-Ex serão disponibilizadas no Portal do E&P, http://portal.ep.petrobras.com.br ou caminho Petro-Net > Sites Internos > Órgãos > E&P-NET > E&P-CORP > Produtos e Serviços > Manuais Técnicos > Instru-Ex e também SINPEP da E&P-Sede, MT-11-00005, http://www.ep.petrobras.com.br/SINPEP/acesso.htm SEGUNDA EDIÇÃO: Fevereiro 2002 Os autores não poderiam deixar de manifestar seu agradecimento ao Eng° Dácio de Miranda Jordão, da SUSEMA, pelo apoio e incentivo recebidos. Várias referências do livro Manual de Instalações Elétricas em Indústrias Químicas, Petroquímicas e de Petróleo: Atmosferas Explosivas, do qual o Eng° Dácio é o autor, foram aqui reproduzidas, , enriquecendo o conteúdo destas Instruções. Tais referências estão contidas em caixas de texto em itálico e com fundo em roxo, conforme este modelo de texto. E&P-CORP / ENGP / IPSA Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção IV Cap. 7 Sistema de Detecção de Gás 7.1 Plataformas de Perfuração 7.1.1 Gás combustível – Metano CH4 7.1.2 Gás Tóxico – Gás Sulfídrico H2S 7.2 Unidades de Produção 7.2.1 Gás Combustível 7.2.2 Gás Tóxico 7.2.3 Seleção de Sensores 7.2.4 Contaminação de Sistemas de Água por Gás 7.3 Detector de Gás – Recomendações 7.3.1 Sensor do tipo Infra-Vermelho 7.3.2 Sensor do tipo Catalítico 7.3.2.1 Indicação Falsa do Sensor tipo Catalítico Cap. 8 Trabalhos em Áreas Classificadas 8.1 Definições 8.2 Trabalhos a Quente em Áreas Classificadas 8.3 Manutenção em Vasos 8.4 Trabalhos com Eletricidade 8.5 Equipamentos Portáteis Cap. 9 Equipamentos de Comunicação Interna e Externa em Áreas Classificadas 9.1 Equipamentos Fixos 9.2 Antena transmissora, antena receptora com booster / acoplador VHF, UHF, SSB, HF (GMDSS) 9.2.1 Operações de FPSO, FSO 9.2.1.1 Aterramento da Antena do Transmissor Principal MF/HF 9.2.1.2 Desligamento do Radar de alta Energia 9.3 Radar 9.4 Rádio Transceptor UHF, VHF ou Rádio Portátil 9.5 Antena de Comunicações por Satélite 9.6 Circuito Fechado de Televisão 9.7 Telefone Celular 9.8 EPIRB e Rádio VHF Flutuante Cap. 10 Obras de Modificação ou Ampliação 10.1 Modificações que Afetam a Segurança da Embarcação 10.2 Instalação adicional de Skid de Equipamentos em Unidade Pacote 10.3 Instalação de Equipamento Adicional ou Substituição 10.4 Classificação de Áreas durante Obras de Modificação, Ampliação ou Manutenção E&P-CORP / ENGP / IPSA Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção V Cap. 11 Erros mais comuns em Equipamentos e Instalações “Ex” 11.1 Erros mais Comuns em Equipamentos e Cabos 11.2 Erros mais Comuns em Instalações Cap. 12 Containers e Equipamentos de Terceiros Embarcados Temporariamente, Equipamentos Fixos ou Móveis 12.1 Containers 12.2 Equipamentos Temporários 12.3 Aterramento 12.4 Inspeção Inicial e Final - Estanqueidade 12.5 Alimentação de Energia Cap. 13 Inspeção e Manutenção de Equipamentos e Instalações Elétricas em Áreas Classificadas 13.1 Qualificação da mão-de-obra 13.2 Modificações em Equipamentos, pelo Campo 13.3 Inspeção de Equipamentos e Instalações Elétricas em Áreas Classificadas 13.3.1 Roteiros de Inspeção 13.3.2 Inspeção Visual de Equipamentos 13.3.3 Inspeção da Estanqueidade de Anteparas de Áreas Classificadas 13.3.4 Inspeção de Instalações Adicionais ou Provisórias 13.3.5 Inspeção de Ventiladores / Exaustores e Dutos de Compartimentos Classificados e Adjacentes 13.3.6 Inspeção de Equipamentos Pressurizados 13.3.7 Inspeção de Salas de Baterias 13.3.8 Inspeção de Locais para Armazenamento de Material Inflamável – Paiol de Tintas 13.4 Remoção Temporária de um Equipamento “Ex” 13.5 Remoção Definitiva de um Equipamento “Ex” 13.6 Manutenção de Equipamentos e Instalações em Áreas Classificadas 13.6.1 Teste de Isolamento 13.6.2 Observações Gerais sobre a Manutenção de Equipamentos “Ex” 13.6.3 Considerações sobre a Manutenção de Equipamentos à Prova de Explosão 13.6.4 Procedimentos de Manutenção 13.7 Troca de Lâmpadas 13.8 Motores Elétricos E&P-CORP / ENGP / IPSA Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção VI Cap. 14 Compartimentos de Baterias 14.1.1.1 Recomendações quanto à Localização de Bancos de Baterias 14.1.1.2 Ventilação de Salas de Baterias 14.1.1.3 Detetor de Gás Hidrogênio Cap. 15 Instalação de Máquinas em Áreas Classificadas 15.1 Motor Diesel 15.2 Motor a Gás 15.3 Compressores de Ar 15.4 Aquecedores, Fornos e Caldeiras 15.5 Turbinas a Gás 15.6 Blindagem, Isolamento Térmico e Partes Quentes de Equipamentos Cap. 16 Anteparas Divisórias de Áreas Classificadas 16.1 Proteção Estrutural contra Incêndio 16.2 Estanqueidade 16.2.1 Portas Estanques a Gás Cap. 17 Armazenamento e Manuseio de Material Inflamável – Trabalhos de Pintura 17.1 Tintas e Solventes 17.2 Querosene de Aviação 17.3 GLP (Unidade Piloto de Queimador) 17.4 Acetileno 17.5 Óleo Diesel e Outros Materiais Combustíveis 17.6 Materiais Inflamáveis Armazenados em Pequenas Quantidades 17.7 Produtos Químicos 17.8 Trabalhos de Pintura ou Limpeza com uso de Solventes Cap. 18 Requisitos Adicionais para Plataformas de Perfuração 18.1 Testes de Produção em Plataformas de Perfuração 18.2 Precauções para Situações de Emergência - “Kick” em Plataformas de Perfuração 18.2.1 Torre de Perfuração 18.2.2 Área sob o Cantilever (Para Plataformas tipo Jack-up) 18.2.3 Subestrutura da Torre 18.2.4 Sistema de Parada de Emergência (ESD) 18.3 Posicionamento da Plataforma sobre Jaqueta de Produção – Precauções E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 1 Regras e Regulamentos Aplicáveis Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 1 Capítulo 1 Regras e Regulamentos Aplicáveis 1.1- Autoridade com Jurisdição As plataformas móveis engajadas em atividades de exploração e produção de petróleo offshore são reconhecidas como Embarcações, portanto, sujeitas a toda a legislação marítima aplicável ao tipo de atividade a que as mesmas se propõem a exercer. O termo “Autoridade com Jurisdição” tem ampla abrangência, uma vez que a autoridade, sua jurisdição e também a sua responsabilidade variam largamente. Em se tratando de matéria de segurança, a autoridade pode ser federal, marítima, Ministério do Trabalho, etc., ou até mesmo o proprietário da unidade, a depender do alcance da legislação aplicável. Vide tabela-resumo 1-1, no final deste capítulo, indicando a Autoridade e as regras aplicáveis para as unidades marítimas. 1.2- Plataformas fixas Autoridade com Jurisdição: Em se tratando de plataforma fixa de produção sobre jaqueta, SPM – Sonda de Produção Marítima ou sonda de perfuração do tipo SM - Sonda Modulada, que não têm Classificação, o termo Autoridade com jurisdição para aprovar Instalações e Equipamentos para atmosferas explosivas (“Ex”), recai sobre o proprietário da Unidade, portanto, o Gerente da Unidade como seu preposto, na ausência de Norma Regulamentadora (NR) do Ministério do Trabalho, ou equivalente, quanto ao assunto. Regras aplicáveis: Formalmente, as regras aplicáveis quanto à classificação de áreas são aquelas definidas no seu projeto de construção original porém, devido à desatualização das regras então adotadas para a maioria daquelas unidades mais antigas, utilizar doravante a melhor prática, tomando como referência a Norma PETROBRAS N-2154, ref. Bibliográfica [17A] complementada com requisitos aplicáveis da API RP 505-B [9D] e também da IEC 61892-7 [11G] – vide item 1.4 – Atualização de Plano de Áreas Classificadas. Neste capítulo é identificada a “Autoridade com Jurisdição” e as regras aplicáveis para os Equipamentos e Instalações em atmosferas explosivas (“Ex”), para os vários tipos de Unidades Marítimas de Perfuração, Completação e de Produção. São feitas recomendações quando de atualização e revisão do Plano de Áreas Classificadas. São indicados os sites para consulta ao texto das regras vigentes e páginas de atualização. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 1 Regras e Regulamentos Aplicáveis Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 2 Equipamentos e acessórios de instalação: Os equipamentos elétricos, acessórios e componentes, para atmosferas explosivas, comercializados e utilizados no Brasil,devem ter Certificado de Conformidade, atendendo às prescrições da Portaria 176/2000 do INMETRO [19] , ou sua subseqüente em vigor (vide item A.5, no Apêndice A). Vide também, “Unidade Pacote”, no item 1.3 1.3- Unidades Flutuantes Autoridade com Jurisdição: Em se tratando de unidades flutuantes móveis, de perfuração e/ou de produção (Jack-up, Semi-submersível, FPSO, FSO), a Autoridade com Jurisdição sobre equipamentos e instalações “Ex” para atmosferas explosivas, é a Sociedade Classificadora, certificadora da Embarcação (formalmente, a autoridade é o governo do país de bandeira da embarcação que, normalmente é representada pela própria Classificadora certificadora da embarcação ou PRC – vide Apêndice B). Qualquer obra de modificação de arranjo, utilidades ou de processo que possa afetar a segurança da Embarcação, como p. ex., criação de novas aberturas ou passagens entre compartimentos, ampliação das áreas classificadas, ou instalação de equipamentos adicionais ou tubulação de processo que representem novas fontes de risco ou instalação de equipamento adicional em áreas classificadas, deve ser submetido à aprovação prévia da Classificadora. Devem ser fornecidos o Memorial Descritivo (MD), desenhos revisados da unidade, incluindo, dentre outros (**): • Lista de equipamentos elétricos a acrescentar em áreas classificadas (*); • Plano de Áreas Classificadas, revisado; • Plano de Ventilação, arranjo de dutos e aberturas, se alterado nessa áreas. Nota 1: Vide Cap. 10 - Obras de Modificação ou Ampliação. Nota 2 (*): Os equipamentos elétricos e seus acessórios, acrescentados em obras de ampliação e que estejam dentro de áreas classificadas, deverão ter seu Certificado de Conformidade, arquivados a bordo da unidade, para exibição ao Inspetor da Classificadora, quando requisitado. De maneira análoga, os equipamentos substitutos daqueles removidos por avaria/reposição, etc., deverão ter seu Certificado de Conformidade arquivado a bordo. Nota 3 (**): Vide Procedimento no Padrão SINPEP E&P PP-37-0003 - Certificação de Projetos, Materiais e Instalações em Unidades Flutuantes de Produção [18A]. Regras aplicáveis: - IMO MODU CODE (79 ou 89) [3], vigente na época de sua contratação/construção ou grande conversão - capítulo 6 (“Machinery and Electrical Installations in Hazardous Areas for all Types of Units) - Livro de Regras da Sociedade Classificadora, (itens específicos para unidades móveis marítimas offshore - MOU, MODU, vigente na época de sua construção). Por sua vez estas regras chamam ou se referem a requisitos específicos indicados nas regras para construção de navios de aço, SOLAS, etc. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 1 Regras e Regulamentos Aplicáveis Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 3 - Livro de Regras da Sociedade Classificadora referente à Unidades de Produção que além de seus itens específicos para classificação de áreas e instalações em áreas classificadas, determinam que a classificação de áreas seja complementada ou de acordo com a norma API RP 500 ou 505 (no caso do ABS); A DNV e LR, além da API RP 505, também admitem a IP-Code, Part 15 [13]. Nota 4: Os requerimentos constantes no IMO MODU Code e também nos livros de regras das Sociedades Classificadoras estão, em geral, harmonizados com as prescrições da IEC, série IEC-60079, quanto à classificação de área e à utilização de equipamentos elétricos e sua instalação, nestas áreas; vide Apêndice B para maiores explicações quanto a estas regras Nota 5: Embora a regra IMO MODU-Code, tenha sido criada originalmente para Unidades Móveis de Perfuração (Mobile Offshore Drilling Unit), os requisitos aplicáveis valem também as para unidades flutuantes de produção tipo semi-submersíveis, FPSO ou FSO, derivados de navios petroleiros (vide Apêndice B). Nota 6: A norma IEC-61892-7 incorpora as regras existentes e estende a interpretação, onde aplicável, dos requisitos da IMO MODU-Code, também para unidades de Produção. Esta norma não é aplicável para navios petroleiros; vide item 2.4.2.5 Unidades tipo FPSO, FSO Equipamentos e Acessórios de Instalação: a) Unidades marítimas importadas, componentes/sobressalentes fabricados no exterior, importados sob o regime de admissão temporária previsto no REPETRO** (antes conhecido como transhipment”) A Portaria 176/2000 do INMETRO, dispensou da “obrigatoriedade da certificação de conformidade, no âmbito do SBC, as unidades marítimas importadas que objetivam a lavra de petróleo ou o transporte de produtos inflamáveis, para trabalho “off shore”, às quais são válidos os critérios para aceitação dos fornecedores e certificações adotada pelas sociedades classificadoras”, que usualmente, aceitam os Certificados emitidos por Organismos estrangeiros (UL, FM, CSA, PTB, BASEEFA, CESI e outros, reconhecidos internacionalmente). b) Unidade Pacote – equipamentos elétricos ou componentes elétricos fabricados no exterior, que fazem parte de máquinas, equipamentos ou instalações do tipo “skid mounted” (unidades industriais pré-montadas, formando um conjunto completo, com atributos predominantemente não elétricos (exceto geração) ou b1) importação de lotes até 25 (vinte e cinco): Norma NIE-DINQP-096 define que em tais situações especiais, não necessitam de certificação no âmbito do SBC, mas de uma declaração emitida por OCP após o atendimento cumulativo das seguintes situações: E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 1 Regras e Regulamentos Aplicáveis Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 6 1.5- Acompanhamento das Atualizações 1.5.1- Legislação aplicável às Unidades Flutuantes http://164.85.208.62/scsse/sl/aplic/publico/ caminho: E&P-SSE > Serv. Compartilhado > Sondagem e Logística > Programação e Controle > Inspetoria Naval 1.5.2- Diretrizes para Projetos de Instalações Marítimas de Produção Para as Instalações Marítimas de Produção, as Diretrizes para Projetos da E&P-CORP são documentos que vêm consolidando o conhecimento e a experiência da E&P e norteando o desenvolvimento de novos projetos. Estas Diretrizes para Projeto contêm, também, requisitos quanto à execução de instalações e utilização de equipamentos elétricos em áreas classificadas. Essas Diretrizes são revisadas e atualizadas periodicamente; a versão atualizada pode ser acessada, via Intranet, no Portal do E&P-CORP, http://portal.ep.petrobras.com.br/Portal/, Caminho: Produtos & Serviços > Padronização e Normatização > Principais Produtos > Diretrizes para Projetos de Instalações de Produção > Marítimas. Vide também requisitos das Diretrizes [2] quanto à documentação técnica, indicados no Capítulo 19 – Gerenciamento da Documentação referente à áreas Classificadas: - Plano de áreas classificadas - conteúdo, conforme Anexo S-002 [2F]; - Lista de Equipamentos Elétricos e Eletrônicos em Áreas Classificadas – conteúdo conforme Anexo E-003 [2F]; - Manual de Operação da Unidade, forma e conteúdo, conforme [2G]; Vide também demais requisitos das Diretrizes, quanto à deteção e alarme de falha à terra em circuitos e desligamento de motores com falha à terra em áreas classificadas Zona 1 [2B]. 1.5.3- Normas PETROBRAS A Norma PETROBRAS N-2154 - Classificação de Áreas para Instalações Elétricas em Regiões de Perfuração e Produção - Procedimento, fixa as condições exigíveis para a classificação de áreas em sondas de perfuração marítimas e terrestres, instalações de produção marítimas e terrestre onde gases e líquidos inflamáveis são processados, manuseados e/ou armazenados. Acesso on- line na homepage da ENGENHARIA: http://nortec.segen.petrobras.com.br/. Para facilidade de referência, estas Instruções contém a reprodução de textos relevantes das Diretrizes do E&P-CORP - revisão de dezembro/2001, onde cabível e estão contidas em caixas de texto em itálico e com fundo hachurado de amarelo, conforme este modelo de texto. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 1 Regras e Regulamentos Aplicáveis Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 7 1.5.4- Normas Internacionais (IEC) e Estrangeiras (API, NFPA, etc.): Acesso através do site da ENGENHARIA: http://164.85.47.150/ (instalar visualizador, seguindo instruções no próprio site > Coleções > API ou > IEC, etc. ). IEC – série 60079 [11] equipamentos e instalações em atmosferas explosivas, divididas em várias Partes (anteriormente denominadas IEC série 79) IEC – série 60092 [11] equipamentos e instalações elétricas para navios IEC – série 61892 [11] equipamentos e instalações elétricas em unidades marítimas, fixas e móveis de perfuração e produção de petróleo. API RP 505, ref. [9], Prática Recomendada para classificação de áreas em instalações de petróleo, classificadas segundo critérios de Zona; essa norma é praticamente uma cópia da RP-500, editada em 1996, harmonizada com a filosofia das normas internacionais IEC. API RP 500, Prática Recomendada para classificação de áreas em instalações de petróleo, classificadas segundo terminologia e critérios de classificação de áreas por Classe, Grupo e Divisão, baseados na filosofia americana da NEC. API RP 14F, Prática Recomendada para projeto e instalações elétricas em plataformas de produção offshore, onde são indicados os requisitos para instalação de painéis e acessórios à prova de explosão, com fiação dentro de eletrodutos; exemplos típicos de montagem. NFPA 70 – também conhecido como NEC (National Electric Code) ou código de instalações elétricas dos EUA; dividida em vários Artigos; - Artigo 500 – Equipamentos e Instalação de fiação/cabeação em áreas classificadas segundo o conceito de Classe, Divisão. - Artigo 501 – Equipamentos e instalações em áreas classificadas Classe I (Gases e Vapores) - Artigo 504 - Instalação de equipamentos e fiação do tipo Segurança Intrínseca - Artigo 505 – Equipamentos e Instalação de fiação/cabeação em áreas classificadas, Classe I (gases e vapores), e divisão por Zonas. 1.5.5- Normas ABNT A série de normas da ABNT, Equipamentos e Instalações Elétricas para Atmosferas Explosivas, listadas na referência [16], derivam das normas IEC; acesso on- line na página: http://sintec1.segen.petrobras.com.br/ntbnet/ 1.5.6- Portaria INMETRO Nº 176/2000 e Regra Específica DINQP O texto desta Portaria, ou sua subsequente em vigor (*), pode ser acessado no site do CEPEL http://www.cepel.br/~ecps/176ex.htm Regra específica para Equipamentos Elétricos para Atmosferas Explosivas: http://www.cepel.br/~ecps/096ex.pdf E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 1 Regras e Regulamentos Aplicáveis Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 8 1.5.7- Equipamentos Certificados No site da SMS poderão ser consultados, por OCC nacional, os certificados para diversas classes de equipamentos: http://www.sms.petrobras.com.br (Caminho: SMS > Segurança > Atmosferas Explosivas > Equipamentos Ex Certificados). Também, as listas de produtos certificados, com seus respectivos números de certificados e validade, podem ser consultadas por Laboratório: - CEPEL: http://www.cepel.br - CERTUSP: http://www.iee.usp.br - UCIEE: http://www.uciee.org 1.5.8- INFORM-Ex: Informativo do Programa Atmosfera Explosiva, inclusive edições anteriores, também pode ser acessado através do site da SMS, acima, no mesmo caminho acima: (SMS > Informativos > Inform-Ex). Para receber futuras edições por mala direta, via correio eletrônico, cadastrar-se enviando nota para a chave EU45 no Lotus Notes. 1.5.9- Instru-Ex - Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas – Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção As atualizações dessa Instru-Ex podem ser acessadas no Portal do E&P-CORP, http://portal.ep.petrobras.com.br/Portal/, Caminho: Produtos & Serviços > Padronização e Normatização > Principais Produtos > Manuais Técnicos > Instru-Ex, ou através do Sistema Informatizado de Padronização do E&P, SINPEP, caminho: http://www.ep.petrobras.com.br/SINPEP/acesso.htm padrão MT-11-00005. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 2 Áreas Classificadas Típicas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 11 Capítulo 2 Áreas Classificadas Típicas 2.1. Definições “Área Classificada (devido a atmosferas explosivas de gás): Área na qual uma atmosfera explosiva de gás está presente ou na qual é provável sua ocorrência a ponto de exigir precauções especiais para a construção, instalação e utilização de equipamento elétrico.” [16A] . “Atmosfera Explosiva de gás: Mistura com ar, sob condições atmosféricas, de substâncias inflamáveis na forma de gás, vapor ou névoa, na qual , após a ignição, a combustão se propaga através da mistura não consumida.” [16A]. Assim, Áreas Classificadas são todos aqueles espaços ou regiões tridimensionais onde pode ocorrer presença de gases e líquidos inflamáveis, que podem formar uma atmosfera inflamável (explosiva). Tais atmosferas explosivas podem surgir a partir de operações de perfuração ou testes de produção em poços e, também, em torno de equipamentos e instalações de produção onde gases e líquidos inflamáveis são armazenados, processados ou manuseados. “Fonte de Risco”: Para o propósito de classificação de área uma fonte de risco [17A] é definida como um ponto ou local no qual uma substância pode ser liberada para formar uma atmosfera inflamável/explosiva. A fonte de risco é classificada conforme se segue: “Fonte de Risco de Grau Contínuo” : A liberação da substância ocorre continuamente por longos períodos ou freqüentemente por curtos períodos; “Fonte de Risco de Grau Primário”: A liberação da substância ocorre periodicamente ou ocasionalmente, em condições normais de operação, ou é causada por operações de reparo, manutenção freqüente, rompimento, falha no equipamento de processo, condições que sejam anormais porém previstas. “Fonte de Risco de Grau Secundário”: A liberação da substância ocorre em condições anormais de operação ou causada por rompimento, falha no equipamento de processo, que sejam anormais porém previstas, ou infreqüentes por curtos períodos. Neste capítulo são apresentados os conceitos de classificação de áreas por Zona segundo as normas IEC. São também listados os locais/equipamentos típicos que classificam a área em Unidades de Perfuração e Produção E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 2 Áreas Classificadas Típicas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 12 Na maioria dos casos, em áreas abertas, adequadamente ventiladas: • Fonte de Risco de Grau Contínuo resulta em Zona 0; • Fonte de Risco de Grau Primário resulta em Zona 1; • Fonte de Risco de Grau Secundário resulta em Zona 2. Representação de ZONAS nos Planos de Classificação de Áreas Zona 0: Zona 1: Zona 2: Fig. 2.1- Representação, em corte, de áreas classificadas geradas por um tanque de armazenamento de líquido inflamável, com respiro (vent ), 2.2. Classificação em Zonas As áreas são classificadas em ZONAS, conforme a probabilidade de ocorrência dessa mistura explosiva em: - Continuamente Presente ⇒ Zona 0 Onde uma mistura explosiva ar/gás está continuamente presente ou presente por longos períodos. (ex.: interior de vaso separador, superfície de líquido inflamável em tanques, etc.) - Freqüentemente Presente ⇒ Zona 1 Onde é provável ocorrer uma mistura explosiva ar/gás, durante operação normal) (ex.: sala de peneiras de lama, sala de tanques de lama, Mesa Rotativa, respiro de equipamento de processo, etc.) - Acidentalmente Presente ⇒ Zona 2 Onde é pouco provável ocorrer uma mistura explosiva ar/gás, em condições normais de operação ou, caso ocorra, será por um breve período de tempo. (ex.: válvulas, flanges e acessórios de tubulação para líquidos ou gases inflamáveis ) Classificação segundo as normas internacionais (IEC) série 60079 [11] ZONA 1 (raio 1,5m) ZONA 0 ZONA 2 Fonte de risco de grau primário Fonte de risco de grau secundário Fonte de risco de grau contínuo ZONA 2 raio 3m (1,5m além da zona 1) E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 2 Áreas Classificadas Típicas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 13 O conceito de classificação em Zonas é adotado, também, pelo IMO MODU Code e pelas Sociedades Classificadoras ABS, BV e DNV. Na tabela abaixo, pode-se notar que a ZONA 2 (IEC) corresponde à DIVISÃO 2 (NEC-500), e que a DIVISÃO 1 (NEC) corresponde às ZONAS 1 e 0. Assim, um equipamento projetado para a ZONA 1 não pode ser aplicado diretamente na DIVISÃO 1 considerada Zona 0. Na tabela abaixo, pode-se notar que a ZONA 2 (IEC) corresponde à DIVISÃO 2 (NEC-500), e que a DIVISÃO 1 (NEC) corresponde às ZONAS 1 e 0. Assim, um equipamento projetado para a ZONA 1 não pode ser aplicado diretamente na DIVISÃO 1, sem que seja feita uma melhor avaliação do grau de risco da área. A tabela mostra, também, que o artigo 505 da NEC, editado em 1996, adota a mesma classificação de área que é utilizada pelas normas européias /internacionais (IEC). FREQUÊNCIA ATMOSFERA CONTÍNUA ATMOSFERA INTERMITENTE CONDIÇÕES ANORMAIS IEC (série 60079) ZONA 0 ZONA 1 ZONA 2 NEC (Art. 500 /EUA) DIVISÃO 1 DIVISÃO 2 NEC (Art. 505*) ZONA 0 ZONA 1 ZONA 2 * Harmonizada com a IE C-60079, a partir de 1996. NOTAS: 1) A Zona 2 é uma área de menor risco ou de menor classificação em relação à Zona 1. 2) A Zona 1 é uma área de menor risco ou de menor classificação em relação à Zona 0. 2.3. Classificação de Áreas 2.3.1. A Classificação de Áreas está baseada em eventos e situações associadas com as operações normais da Plataforma, ou seja, ocorrência de evaporação em sistemas de manuseio de substâncias inflamáveis para retirada de amostras, pequenos vazamentos através de flanges e gaxetas (emissões fugitivas) de equipamentos da planta de produção, vazamento de substâncias inflamáveis durante manutenção, operações de intervenção de poços, etc. A Classificação de áreas deve ser feita preferencialmente por equipe multidisciplinar (processo, utilidades, segurança, elétrica, etc.) envolvida nas atividades de projeto, operação e manutenção da unidade, coordenada por profissional com experiência nesta área. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 2 Áreas Classificadas Típicas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 16 2.4. Relação de Áreas Classificadas Típicas Determinadas áreas e compartimentos devem, se assim indicado pelas circunstâncias, ser classificados como área de maior grau de risco (Zona) e/ou com raio maior, que aqueles indicados nos exemplos abaixo. Determinados equipamentos com altas pressões, grandes vazamentos em potencial podem requerer maiores dimensões para as áreas classificadas do que aqueles indicados nos exemplos abaixo: Determinadas áreas e compartimentos podem, sob determinadas circunstâncias e/ou quando forem tomadas precauções especiais, ser classificadas como área de menor grau de risco que aquele indicado nos exemplos abaixo. 2.4.1. Extensão da Classificação de Áreas: Entende-se por extensão de classificação de área os limites da área de risco de presença de mistura explosiva em uma instalação. A magnitude desta extensão depende de diversos fatores relacionados não só com a substância inflamável em questão, mas também com fatores externos, tais como: condições de ventilação, porte e tipo do equipamento de processo, etc. Se o equipamento considerado como fonte de risco for instalado em compartimento confinado ou semi-confinado, todo o volume deste compartimento torna-se área classificada, mesmo que este seja bem ventilado. Em áreas confinadas, valem as regras do IMO MODU CODE e da própria Classificadora. Áreas Adjacentes a áreas classificadas: Exceto por razões operacionais, não devem existir portas de acesso ou outras aberturas entre um compartimento cons iderado área não-classificada e uma área classificada ou entre um compartimento classificado como Zona 2 e outro classificado como Zona 1; Qualquer sala, mesmo sem fonte de risco, será considerada área classificada com o mesmo grau de risco (zona) ou com grau de risco maior (se não houver ventilação), se houver qualquer abertura ou porta que comunique com alguma área classificada adjacente, a menos que haja ventilação forçada, pressurizando tal sala para impedir o ingresso de eventual gás. Vide item 5.3 – Aberturas, acessos e condições de ventilação que afetam a extensão das Áreas Classificadas, do Capítulo 5. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 2 Áreas Classificadas Típicas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 17 2.4.2. Áreas Classificadas em Plataformas de Perfuração 2.4.2.1. Zona 0 inclui: a) O espaço interno de tanques fechados e tubulações para lama de perfuração ativa, lama de perfuração sub-balanceada* (under-balanced) assim como óleo e gás produzidos, como por exemplo tubos de respiro de gás do desgaseificador e outros espaços onde uma mistura de óleo/gás/ar possa estar continuamente presente ou presente por longos períodos. 2.4.2.2. Zona 1 inclui: a) Espaços em torno da mesa rotativa, e espaços que contenham qualquer parte aberta do sistema de circulação e tratamento de lama de retorno do poço, até o tanque de lama: a1. Plataforma de trabalho (convés de perfuração; “drill floor”), raio gerado a partir da Mesa Rotativa; (vide Zona 2 complementar conforme ítem 2.4.1.2 a1 ou a2) a2. Cabine do Sondador, Escritório do Sondador, Sala de Painéis e qualquer outro compartimento confinado no drill floor, quando não isolado/pressurizado para purga. a3. Área semi-confinada na subestrutura da torre {região abaixo do piso do drill- floor e da mesa rotativa onde possa acumular bolsões devido à presença de fontes de risco como calha de retorno de lama aberta, preventor de erupção (BOP) em jack-up´s, a boca de sino (“bell niple”); junta telescópica para semi-submersível} a4.Qualquer área confinada no drill- floor que tenha passagem ou abertura de comunicação com a subestrutura indicada no item a3 acima a5. Calha aberta de retorno de lama de perfuração a6. Sala (casaria) das Peneiras de Lama a7. Sala dos Tanques de Lama a8. Área em torno do Tanque de Lama da Peneira, Dessiltadores, Desgaseificador e Desareadores, respectivas bombas de processamento de lama, manifold e respiros correspondentes a9. Área em torno do Separador de Gás e correspondente respiro (no topo da torre de perfuração) a10. Tanque de Manobra de poço (“trip tank”) e bomba correspondente a11. descarga da linha do “diverter” a12. Área sob o Cantilever (unidades tipo Jack-Up) E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 2 Áreas Classificadas Típicas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 18 b) Espaços em torno dos cogumelos de exaustores de compartimentos classificados como Zona 1, incluindo o espaço interno de dutos; por exemplo, são os seguintes estes espaços típicos: b1. Sala de tanques de lama; b2. Sala (casaria) das Peneiras de Lama; b3.Sala das bombas de processamento de lama (dessiltador, desgaseificador e desareador); b4. Sala de baterias; b5. Paiol de tintas; c) Em áreas abertas, a área de 1,5m em torno de qualquer abertura de acesso ou de ventilação de compartimentos classificados como Zona 1, por exemplo, citados nos itens (a) e (b) acima: c1. Portas, janelas, escotilhas c2. Aberturas em pisos, tetos ou anteparas para passagem de cabos elétricos, tubulação; c2. Suspiros ou aberturas para exaustão e/ou ventilação natural d) Espaços em torno dos equipamentos fixos ou temporários, de testes de produção da formação: d1. Vaso Separador de Teste de Produção e tubulação (manifold) correspondente; d2. Tanque de Aferição e respiro, Medição de Vazão e tubulação correspondente; d3. Skid da bomba do tanque de aferição; d4. Juntas Rotativas para tubulação de óleo e gás, na base da lança do queimador; d5. Queimador Quando a plataforma realiza testes de produção, mudando a atividade fim (de perfuração para produção), novas zonas de risco devem ser consideradas, geradas pelos equipamentos/skids temporários listados acima, que não podem ser localizados junto a cogumelos de ventilação e outras aberturas para praça de máquinas e para outros ambientes confinados. Vide precauções descritas no item 18.1 do Cap. 18 – Testes de Produção em Plataformas de Perfuração. * e) Perfuração sub-balanceada (under-balanced) Na perfuração subbalanceada, a lama de retorno pode conter óleo e gás; todos os vasos e separadores devem ser classificados internamente como Zona 0, e externamente como Zona 1. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 2 Áreas Classificadas Típicas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 21 2.4.3. Áreas Classificadas em Unidades de Produção de Óleo/Gás 2.4.3.1 Zona 0 inclui, por exemplo: a1. Áreas internas a equipamentos de processo contendo gases ou vapores inflamáveis; a2. Áreas internas a vasos de pressão ou tanques de armazenamento; a3. áreas em torno de respiros que liberem gases ou vapores continuamente ou por longos períodos; a4. áreas acima e próximas de superfícies de líquidos inflamáveis em geral. 2.4.3.2 Zona 1 inclui, por exemplo, espaços em torno de: - Área de cabeça de poço - QCDC (linhas de óleo e gás) - Conector de riser de produção, de exportação, de injeção de gás - Árvores de Natal secas - Equipamentos para armazenamento e processamento de óleo e gás: - Tanque de armazenamento de líquido inflamável - Tanque de armazenamento de líquido combustível (QAV, etc.) - Vaso de pressão de hidrocarbonetos, em geral (Separadores de Alta e Baixa Pressão, Dessalgadora, Surge Drum) - Distribuidor ou coletor - Respiros, vents, - Válvulas de alívio (PSV´s, Diafragmas, etc.) e respectivas descargas - Lançador ou Recebedor de PIG - Lançador ou Recebedor de esferas e raspador - Unidade de Remoção de H2S - Unidade de desidratação de gás (glicol) - Sistema de Lançamento através de linha (TFL) - Desidratador, estabilizador e unidade de recuperação de hidrocarbonetos - Equipamento de armazenamento de água contaminada com gás inflamável (hidrociclones e caissons) - Unidade de Injeção de Produtos Químicos (metanol, etc.) - Bombas de Transferência de Óleo - Compressor de gás, compressor recuperador de vapor - respect. respiros de tanques deóleo lubricante, óleo hidráulico (contamináveis através de selos em mancais), - trocadores de calor, intercooler E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 2 Áreas Classificadas Típicas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 22 - Motor a gás, Turbinas: - Vent das válvulas de blow-down (BDV) de despressurização das linhas de gás combustível; - Vent de tanque de óleo hidráulico, tanque de óleo lubrificante, quando contaminável com gás através de selo dos mancais, etc.; - Respiro de Carter de motor a gás; - Filtros e Unidades de tratamento de gás combustível - interior do hood, conforme a condição de ventilação e proteções existentes, pode ser considerado zona 2 - Drenos fechados e abertos de vasos e skids - Válvulas e atuadores de válvulas de hidrocarbonetos - Espaços em torno de mangotes flexíveis, com hidrocarbonetos - Espaços em torno de pontos de tomada de amostras (válvulas, etc.) - Espaços em torno de selo de bombas compressores e similares, no caso de fonte de risco de grau primário. - Etc., (vide API RP-505, N-2154) b) Espaços em torno dos cogumelos de exaustores de compartimentos classificados como Zona 1, incluindo o espaço interno de dutos; como exemplos típicos exaustor de: b1. Sala de baterias; b2. Paiol de tintas; b3. Sala de bombas de exportação de óleo c) Em áreas externas, a área de 1,5m em torno de qualquer abertura de acesso ou de ventilação de compartimentos classificados como Zona 1, incluindo, por exemplo, citados nos itens (a) e (b) acima: c1. Portas, janelas, escotilhas c2. Aberturas em pisos, tetos ou anteparas para passagem de cabos elétricos, tubulação c2. Suspiro ou abertura para exaustão e/ou ventilação natural g) Outros: d1. Qualquer área confinada ou semi-confinada, sem ventilação, com acesso direto a qualquer área classificada como Zona 2; * d2. Qualquer área confinada ou semi-confinada, com ventilação adequada, contendo fonte de risco de grau primário; * E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 2 Áreas Classificadas Típicas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 23 d3. Qualquer área confinada ou semi-confinada, sem ventilação, contendo fonte de risco de grau secundário; * d4. Salas de Baterias (Vide capítulo 14) d5. Área em torno dos Tanques de Armazenamento de Querosene de Aviação, da Bomba de Abastecimento e Carretel de mangueira. d6. Paiol de tintas** d7. Área Depósito de Cilindros de Acetileno** * Vide item 5.3 Aberturas, Acessos e Condições de Ventilação que afetam a Extensão das Áreas Classificadas, no Capítulo 5 – Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados ** Vide Capítulo 17 – Armazenamento e Manuseio de Material Inflamável 2.4.3.3 Zona 2 inclui, por exemplo: a1. Áreas 1,5 m além das áreas Zona 1 especificadas acima. a2. Antecâmara (“air-lock”) formando barreira com duas portas, entre uma Zona 1 e área não-classificada a3. Espaços em torno de fontes de risco secundária como flanges, conexões, válvulas, queixo-duro, etc. a4. Qualquer área confinada ou semi-confinada, adequadamente ventilada, que contenha fontes de risco de grau secundário. a5. Qualquer área confinada ou semi-confinada, adequadamente ventilada, com acesso direto a qualquer Zona 1. a6. Áreas externas num raio de 1,5 m além da fronteira de qualquer saída de ventilação ou acesso a espaço Zona 2, como por exemplo: - Portas, janelas, escotilhas - Aberturas em pisos, tetos ou anteparas para passagem de cabos elétricos, tubulação - Suspiros ou abertura para exaustão e/ou ventilação natural - Equipamento de armazenamento de água contaminada com gás inflamável (hidrociclones e caissons) Obs.: Tubulação fechada totalmente soldada, sem flange, conexões válvulas ou outros acessórios similares não devem ser considerados como fontes de risco. 26 Zona 1 em convés de navio petroleiro: Zona 2, em convés de navio petroleiro – detalhe do cilindro com raio de classificação 6m Zona 1 + 4m Zona 2, que classifica área em torno de respiro de tanque de carga Nota: Estas figuras da norma IEC-60092-502 são aqui mostradas para facilidade de consulta. Vide o texto integral dessa norma, que está disponível para acesso on-line na página NTE-NET, ENGENHARIA/SL/DTL : http://164.85.47.150 27 Classificação de áreas típica em FPSO , errata da figura 90 – API RP-505, Nota: Esta figura da norma API RP-505 é aqui mostrada para facilidade de consulta. Vide o texto integral dessa norma, que está disponível para acesso on-line na página NTE-NET, ENGENHARIA/SL/DTL : http://164.85.47.150 E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 28 Capítulo 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas 3.1 – Guia Prático para Seleção de Equipamentos “Ex” Um guia prático para seleção ou verificação da adequação de equipamentos elétricos “Ex”, de diferentes origens, para as diversas Áreas Classificadas de Plataformas de Perfuração ou Produção é mostrado na tabela abaixo: (linha americana) NEC – ARTIGO 500 (linha internacional) IEC 60079-1 ABNT NBR 5388 NEC 505/96 (linha européia UE) segundo a Diretiva ATEX 100a PRODUÇÃO E PERFURAÇÃO (em geral) Classe I Grupo D Temp. T3 Grupo IIA x Temp. T3 (200°C) * G (gases, vapores) Grupo IIA Temp. T3 (200 oC) SALA DE BATERIAS (Hidrogênio) Classe I Grupo B Temp. T1 Grupo IIC Temp. T1 (450°C) G Grupo IIC Temp. T1 ACETILENO Classe I Grupo A Temp. T2 Grupo IIC Temp T2 (300°C) G Grupo IIC Temp T2 PAIOL DE TINTAS Classe I Grupo C Temp. T3 Grupo IIB Temp T3 (200°C) G Grupo IIB Temp T3 0 Div. 1 IS ia ** Zona 0, IS ia, 1, ia *** 1 Div. 1 Zona 1 2 ZONA 2 Div. 2 Zona 2 3 Tabela 3.1- Guia prático para seleção de equipamentos “Ex” x - O Grupo IIA não é adequado para atmosferas com Hidrogênio, Acetileno, e nem para vapores emanados de paiol de tintas. (*) Várias Plataformas de Perfuração foram aprovadas com equipamentos da classe de temperatura T2 (300ºC), segundo o critério então vigente na época de construção destas Unidades. (**) IS - Intrinsecamente seguro Neste capítulo é apresentada uma Tabela prática para seleção de equipamentos “Ex”. São indicados quais os tipos de proteção “Ex” permitidos nas Zonas 0, 1, 2 e apresentado um resumo dos métodos de instalação. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 31 Especial atenção deve ser dada aos mancais de bombas de óleo e motores elétricos de acionamento dessas bombas e outros equipamentos que manuseiem produtos inflamáveis, cujos skids normalmente ficam dentro de braçolas de contenção, para coleta de drenagem, que ficam com resíduos de petróleo. Tais motores devem ter proteção de sobrecarga, complementado se possível, com monitoração de temperatura dos mancais e dos enrolamentos. É recomendado um acompanhamento sistemático dos mancais e outras partes móveis, tanto do motor quanto do equipamento acionado, para evitar o sobre-aquecimento dos mancais que, se levado ao rubro, pode resultar em incêndio; graves incêndios têm sido reportados na indústria do petróleo, por tais motivos. Motores do tipo segurança aumentada devem ter relé de proteção contra sobrecargas, rotor bloqueado, de modo a desliga- lo, antes que atinja temperatura superficial que possa causar ignição de atmosfera explosiva (abaixo do tempo tE especificado para a categoria T3, 200 oC). Vide item 13.8 Motores Elétricos, no Cap. 13 Inspeção e Manutenção de Equipamentos Fontes de ignição de origem elétrica incluem, porém não limitados somente a: • Equipamento elétrico do tipo comum, sem proteção para atmosfera explosiva; • Arco elétrico: - Solda; - contato elétrico; - ferramenta portátil, centelhas nas escovas do rotor; • Correntes circulantes, proteção catódica, pontos quentes ou arcos em pontos com falha de contacto elétrico; • Centelhas devido a curto-circuito, falha de isolação, etc.; • Descarga atmosférica, raios; • Radio freqüência (RF) ondas eletromagnéticas; 104 a 3x1012 Hz • Radiação ionizante; • Corona; • Etc. Observação: Para as unidades de produção marítimas, as Diretrizes para Projetos [2A] estabelecem requisitos para equipamentos elétricos que necessitam operar durante uma parada de emergência, assim como para os sistemas de iluminação essencial e de emergência. Vide item 2.3 – Classificação de Áreas, no Capítulo 2. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 32 3.3 – Equipamentos Elétricos Permitidos em Áreas Classificadas Uma vez mapeada a classificação de áreas da unidade, a mesma deve ser usada como base para a seleção adequada de equipamentos. Os equipamentos elétricos por sua própria natureza podem se constituir em fonte de ignição, quer pelo centelhamento normal de seus contatos, ou pelo aquecimento provocado pela passagem da corrente ou mesmo por causa de alguma falha no circuito. Portanto, equipamentos elétricos ou outros que possam se constituir em fonte de ignição não devem ser instalados em Áreas Classificadas, a menos que seja estritamente essencial sua instalação neste local; Em Áreas Classificadas apenas poderão ser empregados Equipamentos Elétricos especialmente construídos para uso em atmosferas potencialmente explosivas, com Certificado de Conformidade que ateste a adequação do mesmo para a atmosfera do local. Também, os equipamentos devem ser instalados conforme requisitos das normas aplicáveis e mantidos adequadamente para assegurar a integridade da proteção “Ex”. Os equipamentos e acessórios instalados em áreas classificadas devem ter a respectiva documentação e certificados de conformidade verificados e arquivados em um data-book. Vide item 19.2 Lista de Equipamentos Elétricos e Eletrônicos em Áreas Classificadas, Cap. 19 Especificação de equipamentos elétricos para uso em atmosferas explosivas - para especificar adequadamente, as seguintes informações são necessárias: (a) Classificação de área do local da instalação segundo a probabilidade de ocorrência de atmosfera explosiva (Zona 0, 1 ou 2) – vide Cap. 2; (b) Temperatura de ignição do gás ou vapor presente: O equipamento elétrico deve ser especificado de maneira que a temperatura máxima de superfície não irá atingir a temperatura de ignição de gás ou vapor que possa estar presente; os equipamentos são identificados segundo a classe de temperatura em T1, T2, T3, T4, T5 ou T6 para o qual foram certificadas (vide tabela A-5 no Apêndice A); (c) Grupo de gases ou vapores da substância inflamável, quando aplicável, em função do tipo de proteção do equipamento elé trico (Ex-d ou Ex-i); vide Tabela 3.1 do Cap. 3 e item A.2.1 do Apêndice A; Nota: Para alguns tipos de proteção como, por exemplo, pressurizado (Ex-p), segurança aumentada (Ex-e), somente a classificação de área e a temperatura de ignição é requerida, pois o tipo de proteção independe do grupo de gases/vapores. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 33 (d) Influência externa e Temperatura ambiente Equipamentos elétricos devem ser protegidos de influências externas (por exemplo, corrosão ou danos por penetração de água, reações químicas, efeitos térmicos e mecânicos). A integridade da proteção deve ser assegurada para operação dentro das condições especificadas para uso. Os equipamentos elétricos devem ser utilizados dentro dos limites de temperatura ambiente para o qual foram projetados; se a marcação do equipamento elétrico não inclui referência, estes devem ser utilizados na faixa de –20 oC a + 40 oC. Certificado de Conformidade: Equipamentos elétricos e eletrônicos e respectivos acessórios de instalação, devem ser adequados para a atmosfera explosiva correspondente, atestado através de Certificado de Conformidade, emitido por Organismo de Certificação Credenciada (OCC) independente. Nota: Para verificar lista de equipamentos certificados no SBC, vide sites para consulta on-line no item 1.56, Capítulo 1. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 36 - Equipamentos e circuitos intrinsecamente seguros, certificados para Zona 0 (“Ex- ia” ou “Ex- ib”) - Equipamentos Á prova de explosão, certificados (“Ex-d”) - Equipamentos do tipo invólucro pressurizado (“Ex-p”) - Equipamentos de segurança aumentada, certificados (“Ex-e”) Nota: Para motores de segurança aumentada deve ser especificada uma proteção adequada contra sobrecorrente para evitar sobreelevação de temperatura decorrente de sobrecarga ou curto-circuito, rotor bloqueado, ou defeitos nos mancais. O relé de proteção deve desligar o motor com tempo inferior ao tempo tE especificado, correspondente ao tempo necessário para o motor atingir a temperatura de ignição do grupo de gases correspondente ao local da instalação, com o rotor travado, partindo da temperatura de operação com potência nominal. - Todos os equipamentos aprovados para Zona 0 - Todos os equipamentos aprovados para Zona 1. - (**) Equipamentos de tipo que assegure ausência de centelhas, arcos ou pontos quentes durante operação normal (temperatura de superfície menor que 200 °C) - (**) Motores de indução do tipo gaiola, fechados; (**) Para Zona 2, algumas Classificadoras admitem o emprego de equipamentos do tipo industrial comum, sem ser do tipo com proteção “Ex”. Evitar tais equipamentos em áreas classificadas de plataformas marítimas, onde os raios de classificação de Zona 1 e 2 praticamente se confundem (1,5 e 3 metros). Recomenda-se o emprego de motores elétricos com proteção “Ex”, no mínimo do tipo não acendível, Ex-n; e tipo de segurança aumentada, Certificado como “Ex-e”, com proteção adequada contra sobrecorrente. 3.5 – Instalações Permitidas em Áreas Classificadas A instalação de equipamentos, acessórios e cabos elétricos deve atender as regras específicas de segurança em instalações em Áreas Classificadas, como por exemplo: Ø cabo armado com blindagem ou armadura metálica, deverá ter armadura aterrada nas duas extremidades Ø cabos não devem ter emenda; se inevitável, utilizar emenda dentro de caixa de junção de tipo aprovado para a área. A existência de tais caixas em cabos de potência deverá ser documentada em diagramas. ZONA 2 – Equipamentos permitidos ZONA 1 – Equipamentos permitidos E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 37 Ø penetração de cabos, em sistemas com eletrodutos, deve utilizar unidade seladora com massa de vedação. Ø Cabos singelos sem capa de proteção, não armados, somente são admitidos em sistemas com eletrodutos. Ø acessórios de instalação também devem ser do tipo aprovado (prensa-cabos, bujão selador, caixa de junção, conjunto tomada-plugue, etc.). Ø Cabos com armadura metálica passando por área Zona 1, devem ter as duas extremidades aterradas Ø Cabos de força DC alimentados por SCR´s que possuam armadura metálica, esta deve ser de material não magnético (bronze, cobre), aterrada. Ø O tipo e a especificação dos cabos elétricos de força, controle e instrumentação, para uso naval, devem ser aprovados pela Classificadora. Ø Cabos flexíveis, em geral não são admitidos em zona 1, exceto sob considerações especiais/aprovação da Classificadora. A norma internacional IEC-60079.14 [11B] estabelece os requisitos para a montagem e a instalação elétrica em atmosferas potencialmente explosivas. Nela encontramos os métodos de montagem e instalação que são utilizados pela filosofia americana (eletrodutos metálicos + caixas à prova de explosão + unidades seladoras), como também pela filosofia européia (cabos + prensa-cabos), ou sistema misto que compatibiliza a instalação de painéis do tipo “à prova de explosão com entrada direta de cabos, sem eletrodutos”; vide também a série IEC-61892 [11G]. 3.5.1 – Sistema com Eletrodutos (filosofia americana) Este método é utilizado apenas para instalação de equipamentos do tipo à prova de explosão – “Ex-d”. Neste sistema o cabo elétrico é instalado dentro de eletrodutos que são roscados diretamente nos furos dos invólucros à prova de explosão, conferindo eficiente proteção ao cabo contra danos físicos. Os eletrodutos devem ser metálicos, com construção rígida e com resis tência suficiente para suportar a pressão de eventual explosão interna; para instalação em zona 1. Acessórios e conexões nos eletrodutos, como por exemplo, conduletes, união, nipple, luva, joelho, etc., devem ser do tipo aprovado para zona 1; acessórios instalados entre a unidade seladora e o invólucro deve ser do mesmo diâmetro do eletroduto; em zona 2, tais acessórios montados em invólucros que não contenham elemento centelhante são dispensados de ser do tipo à prova de explosão. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 38 Para ligação de equipamentos sujeitos à vibração ou locais de acesso/montagem dificultada, podem ser utilizados conduites flexíveis, do tipo aprovado (até 0,9 m). Os eletrodutos devem ser providos de unidades seladoras como segue: Fronteira de área classificada: • na entrada ou saída de uma área classificada para outra não classificada, inclusive na penetração em anteparas de áreas de diferente classificação; a unidade seladora pode ser aplicada em qualquer um dos lados da fronteira que limita as áreas. • na transição entre zona 1 e zona 2; Na entrada/saída de invólucros à prova de explosão: • instalado a não mais que 450 mm de qualquer invólucro contendo uma fonte de ignição em operação normal (disjuntores, fusíveis, contactores, resistor, ou qualquer outro equipamento que possa produzir arcos, centelhas ou alta temperatura); • na entrada de qualquer invólucro contendo luva, união, juntas ou terminações onde o diâmetro do eletroduto seja de 50 mm ou maior. • No caso de dois ou mais invólucros estarem interligados através de niples ou pedaços de eletroduto, e de ser necessária a colocação de unidade seladora, é permitido que apenas uma unidade seladora seja aplicada entre os invólucros, desde que estes não estejam separados por mais de 90 cm entre si. Um mínimo de cinco fios de rosca deve garantir a conexão entre o eletroduto e invólucro e entre o eletroduto e conexões (cinco fios em ambas as partes, macho e fêmea) as conexões devem ser encaixadas firmemente em toda a rosca. As roscas devem ser do tipo cônicas NPT. Em sistemas onde o eletroduto for utilizado como condutor de proteção, especialmente em sistemas solidamente aterrados, a junção roscada deve ser adequada para suportar a corrente de defeito à terra que pode retornar pelo eletroduto, com o circuito adequadamente protegido por fusíveis ou disjuntores. Após a instalação dos cabos no eletrodutos, as unidades seladoras devem ser preenchidas com massa seladora; o material selador é uma mistura de compostos que, aplicado de forma líquida, endurece após a cura e sela o eletroduto de modo permanente - deve ser de um tipo aprovado; A espessura da massa seladora deve ser igual ao diâmetro interno do eletroduto, mas nunca inferior a 16mm. A utilização de Unidade Seladora é necessária para minimizar a migração de gases e vapores e evitar a propagação de chama de uma parte da instalação elétrica para outra através do eletroduto; as unidades seladores devem ser especificadas para a posição de montagem (vertical ou horizontal) aplicável. Nota: Para métodos de montagem e instalação, vide: - Manual de Instalações Elétricas em Indústrias Químicas, Petroquímicas e de Petróleo [1] E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 41 Vide também fig. 3.3 (a) e, no capítulo 4, os métodos de aterramento de armadura metálica de cabos elétricos (fig. 4.7) e aterramento de circuitos Intrinsecamente Seguros (fig. 4.8). A normalização IEC admite os seguintes tipos de entrada de cabos em invólucros, além do sistema de cabo em eletrodutos: - Entrada direta em invólucro “Ex-d”, com uso de prensa-cabo “Ex-d”, conforme fig. 3.2 e fig. 3.3 (b) abaixo. - Entrada indireta em caixa plástica do tipo segurança aumentada, através de prensa- cabo do tipo “Ex-e”, conforme fig. 3.3 (a) abaixo. Fig. 3.3- Tipos de entrada de cabos em invólucros, conforme a normalização IEC Fotos reproduzidas de [14A] (a) Entrada indireta em caixa de segurança aumentada (b) Entrada direta em caixa à prova de explosão (c) Cabo em eletroduto em caixa à prova de explosão Figuras adaptadas do Manual de Instalações Elétricas Em Indústrias Químicas, Petroquímicas e de Petróleo [1] E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 42 Na representação à esquerda (a) da figura acima observa-se o sistema com cabo (com ou sem armadura metálica de proteção), entrada indireta. Neste caso o cabo elétrico é fixado a um invólucro plástico do tipo segurança aumentada (“Ex-e”) por meio de prensa-cabo plástico, também do tipo “Ex-e”; nestes casos, a selagem da passagem de cabos entre as caixas Ex-e e Ex-d é feita através de bucha de passagem ou, selagem de fábrica através de massa epoxi ou equivalente. Nota-se, também, que a caixa plástica é dotada de borneira específica (identificada pelas cores verde e amarela), que permite a instalação de cabo terra, para continuidade do aterramento em elementos plásticos. No caso de cabo com armadura (trança) metálica, esta borneira é o ponto onde a trança do cabo deverá ser ligada. Fig. 3.4- Fixação de cabo armado, sem armadura metálica, em invólucro plástico do tipo segurança aumentada (“Ex-e”), através de prensa-cabo plástico segurança aumentada “Ex-e”. Reproduzido de [15] Capa externa trava E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 3 Equipamentos e Instalações Permitidas em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 43 Esta página foi deixada em branco. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 46 Fig. 4.1 – Diagrama de Aterramento de Segurança (Equipotencialização) Todos os equipamentos elétricos devem ser aterrados através de condutor de aterramento ou condutor de proteção; vide requisitos na norma Petrobras N-2222 [17D]. Notas: Para instalações existentes, o cabo de aterramento pode ser dispensado se houver contato metálico adequado entre a carcaça do equipamento elétrico e a estrutura do casco, seja através de solda, fixação por parafuso ou rebite, com raspagem da pintura, ou com uso de arruela dentada para garantir proteção adequada em caso de curto-circuito, exceto nos sistemas com neutro solidamente aterrado e nas Unidades do tipo FPSO e FSO. Deve ser previsto um plano de manutenção e inspeção periódica do sistema de aterramento de segurança. A medição de resistência de contacto entre a carcaça de um equipamento e a estrutura, medindo de superfícies metálicas sem pintura, deve fornecer leitura “0,0” (zero) para qualquer megôhmetro 100/250 Volts e menor ou igual que 1 Ω (um ohm) com qualquer multímetro (ohmiter). Aterramento de circuitos intrinsecamente seguros e respectivas blindagens de cabo, deve ser menor que 1 Ω. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 47 Métodos de aterramento: (a) Método de aterramento por contato metálico - utilizado, por exemplo, em motores, transformadores e painéis elétricos montados diretamente em jazentes no piso ou em anteparas de aço, como ilustrado na figura abaixo: Fig. 4.2 (a) A utilização de arruela dentada torna mais efetivo o contato físico, obtido quando o equipamento é aparafusado diretamente na estrutura. Fig. 4.2 (b) – Aterramento de motores, painéis e transformadores, por contacto metálico E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 48 (b) Método do condutor de aterramento - utilizado, por exemplo, em: - quadros elétricos de distribuição (Fig. 4.3); - painéis montados em anteparas não metálicas (Fig. 4.4); - equipamentos montados em amortecedor de vibração de borracha (fig. 4.5) Fig. 4.3 Aterramento de Quadros de Distribuição Fig. 4.4 - aterramento de painéis montados em forros ou anteparas não metálicas E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 51 Fig. 4.6 – Anel de Aterramento recomendado para FPSO/FSO E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 52 Notas: - Para unidades do tipo Semi-submersível, a dispensa do “anel de aterramento” e do cabo de aterramento dedicado é válido apenas para sistemas de geração e/ou distribuição com neutro isolado ou aterrado por alta resistência (correntes de fuga à terra menor ou igual a 10 A). - Para sistema aterrado através de baixa resistência (correntes de falha da ordem de 200 a 400 A) ou sistema com neutro solidamente aterrado (corrente de falha da ordem de até 50.000 Amperes), deve- se assegurar um caminho de baixa resistência para retorno ao ponto neutro do sistema, para que as correntes de curto-circuito não abram arco por contato de aterramento pobre e nem escoem por elementos estruturais do casco ou tubulação de processo. 4.1.3 - Aterramento de Blindagem e Armadura Metálica de Cabos “Cabos em Áreas Classificadas devem ser do tipo armado. Onde estes cabos passam através das fronteiras de tais locais, eles devem ser instalados com dispositivos do tipo estanque a gás. Nenhuma emenda é permitida em Área Classificada, exceto para circuitos intrinsecamente seguros.” [4B] item 4/5B7.1.3 Todas as terminações de cabos armados com blindagem, armadura ou trança metálica, em área classificada, deve ter essa armadura/trança efetivamente aterrada. Essa armadura, blindagem ou trança deve ser aterrada em ambas as extremidades do cabo, exceto nos ramais de alimentação de carga terminados em áreas não-classificadas, onde poderá ser aterrada na extremidade de suprimento de energia; vide diagrama esquemático na figura 4.1. Blindagem de cabo de circuitos intrinsecamente seguros também deve ser efetuada em um único ponto. Vide fig. 4.9 mostrando o método de aterramento de circuitos Instrinsecamente Seguros. A continuidade elétrica da armadura em toda a extensão do cabo, particularmente nas conexões e derivações, deve ser assegurada. As Classificadoras vêm aceitando cabos sem armadura metálica, em áreas classificadas. Quando do emprego de equipamentos com invólucros de alumínio, do tipo à prova de explosão (Ex-d), utiliza-se prensa-cabo à prova de explosão, com anéis cônicos para aterrar a armadura metálica do cabo. Vide fig. 4.7 abaixo. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 53 A trança ou armadura metálica do cabo é aterrada à carcaça metálica do equipamento através do cone de trava do prensa-cabo. Fig. 4.7 – Aterramento de armadura metálica de cabo armado, em caixa metálica à prova de explosão (“Ex-d”), através de prensa-cabo “Ex-d”, com anéis de trava/aterramento. Reproduzido de [15] Com o uso cada vez mais frequente de invólucros e caixas plásticas, com proteção do tipo segurança aumentada, “Ex-e”, utilizando prensa-cabos em plástico, o aterramento da armadura metálica do cabo passa a ser feito pelo método indireto, dentro da caixa que tenha terminal de aterramento interno específico para interligar partes metálicas (vide figura 3.3, Cap. 3), ou, caso não haja tal terminal, com presilha/braçadeira ou terminal de aterramento externo, conforme figura abaixo. Capa externa Fita de aço ou armadura trançada Cone de trava da armadura Capa interna do cabo Invólucro do equipamento E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 56 4.1.5 - Equipamentos Transportáveis, Máquinas de Solda Containers e respectivos painéis/equipamentos internos devem ser efetivamente aterrados (vide cap. 12). Ferramentas Manuais Portáteis devem ser efetivamente aterrados através dos cabos de alimentação (vide cap. 8). Equipamentos Transportáveis como máquinas de solda devem ser aterrados conforme figura abaixo: Fig. 4.10 Aterramento de Máquina de Solda E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 57 4.2- Aterramento de Sistemas Elétricos O aterramento de sistema está principalmente relacionado com a proteção de equipamentos elétricos e a confiabilidade de sistemas elétricos. Neutro Solidamente Aterrado: em instalações industriais terrestres é comum utilizar-se sistema aterrado, com o quarto condutor de neutro solidamente aterrado; a falha de qualquer fase para a carcaça aterrada de um equipamento faz circular uma alta corrente de curto-circuito que faz desligar o disjuntor (ou abrir o fusível) do circuito defeituoso para isolar rapidamente o defeito e evitar maiores danos como a queima de cabos elétricos, por exemplo. Os skids de equipamentos montados sobre pisos/jazentes de concreto, requerem conexão de cabo de aterramento dedicado para a malha de aterramento local. Em Navios Petroleiros, segundo o SOLAS [21], não é permitida a circulação de altas correntes de defeito pelo casco da embarcação, que podem provocar centelhas com erosão da estrutura podendo culminar em explosão, em caso de arco em skid de bombas, tanque/vaso com óleo/gás. Assim, todos os circuitos de geração e distribuição, circuitos de força e iluminação em navios para transporte de inflamáveis, são isolados de terra. Nas primeiras plataformas flutuantes adotou-se de modo geral o sistema com neutro isolado de terra, sistema isolado, partindo das mesmas regras então adotadas pelo SOLAS para navios tankers, conforme acima e também pelas Classificadoras. Sistema com neutro aterrado por alta resistência vem sendo adotado mais recentemente, com correntes de defeito à terra de até 5 Amperes em baixa tensão, e de até 10 a 20 Amperes, em média tensão, tipicamente. Vantagens dos Sistemas Isolados ou Aterrados por Alta Resistência: Segurança Pessoal: o sistema isolado oferece maior segurança aos mantenedores, porquanto, na ocorrência de curto fase-terra acidental, durante testes/manutenção em gavetas e painéis, não ocorre a abertura de violentos arcos/explosões que ocorrem em sistemas solidamente aterrados e que podem ocasionar graves queimaduras. Observar que, mesmo num sistema isolado de terra, as capacitâncias distribuídas pelos componentes do sistema fazem do casco um neutro virtual - tal corrente é suficiente para eletrocutar pessoas, em caso de choque. Continuidade Operacional: assim, em sistema de baixa tensão com neutro isolado ou isolado por alta resistência, quando uma fase apresentar curto-circuito para a “terra” não circula corrente elevada, portanto, não atua nenhum disjuntor ou fusível desligando o circuito. O sistema continua operacional, não ocorrendo o desligamento do circuito defeituoso o que poderia resultar em parada/perda de produção. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 58 Ocorre que, quando surge este primeiro defeito, as outras duas fases sadias tem a sua tensão fase-terra aumentada (multiplicada por √3 = 1,73), porque o neutro “virtual” do sistema desloca-se para a outra fase defeituosa. Assim, as outras duas fases tem maior suscetibilidade de sofrer um outro curto-circuito para a terra, com sobretensões maiores se a falha for intermitente interagindo com as capacitâncias distribuídas no sistema. A falha de uma segunda fase para a terra, fecha um curto-circuito bi- fásico. O sistema pode suportar um primeiro defeito, durante horas, dias, semanas... porém o isolamento de cabos e enrolamentos de máquinas sofre um stress maior durante esse período, podendo encurtar sua vida útil, além daquela maior chance de curto-circuito bi- fásico, daí a necessidade de se localizar e eliminar o defeito rapidamente – vide item 4.2.1. Potencial de ignição: essas correntes de defeito em sistemas isolados por alta resistência, ou correntes de carga capacitiva em sistemas isolados, ainda que de baixo valor, são suficientes para provocar centelhas com potencial de ignição em atmosferas explosivas, especialmente se houver falha à terra intermitente. Com correntes de defeito dessa magnitude, o risco de centelhamento por mau contato no ponto de aterramento é bastante reduzido, porém não eliminado, daí a importância de realizar um bom aterramento, em áreas classificadas. Na publicação IEC 60079-11 [11E], a energia para ignição de uma mistura de Classe IIA, pode ocorrer com centelha obtida a partir de uma corrente tão baixa quanto 0,8 Amperes, com tensão de 24 VCC, em um circuito com resistor, pág. 117 ou corrente de descarga capacitiva de capacitor de 0,25 µF (micro-Farad) com tensão aplicada de 100 Volts DC, Nota de orientação: Visando priorizar a continuidade operacional da instalação, sem o desligamento automático de cargas que pode provocar “shut-down” em cascata, as cargas em Baixa Tensão nos sistemas isolados de terra ou aterrados por alta resistência, não devem permanecer operando por longo período (algumas horas) quando da ocorrência do primeiro defeito de falta à terra. Os sistemas de Baixa tensão devem ter monitoração contínua de falta à terra para identificação e rápida eliminação manual do primeiro defeito e portanto, devem ser operados sob supervisão regular de pessoal qualificado; 2.15.2.1 [2B]. “A proteção de falta à terra deve isolar instantaneamente o circuito defeituoso em circuitos e alimentadores de Média tensão A proteção de falta à terra deve desligar os motores alimentados por CCM e os alimentadores do CDC normal para motores instalados em áreas classificadas zona 1 (Baixa Tenxão) A proteção de falta à terra deve alarmar na ECOS, com registro de eventos (vide Nota 4 do item 2.5 – Telas da ECOS). “ Notas da Tabela 7 [2B]. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 61 “2.15.2.1 Detecção e Alarme de Falta à Terra na ECOS Para ambos os sistemas (neutro isolado ou aterrado por alta resistência) não deve haver desligamento das cargas conectadas, exceto para os motores instalados em áreas classificadas, zona 1, alimentados diretamente a partir de CDC´s normal ou CCM normal de BT, que devem ter desligamento seletivo automático quando de falta à terra. Nos demais casos, deve ser garantida uma rápida e eficiente detecção e alarme, o mais discriminativo possível quanto ao alimentador/CCM defeituoso com sinalização de faltas à terra (vide Nota abaixo). Em sistemas de grande porte com múltiplas saídas qualquer defeito à terra deve ser alarmado e sinalizado na ECOS, com registro de eventos para permitir a rápida localização e desligamento manual do circuito defeituoso (Vide nota abaixo). O alarme deve incluir todos os CDC´s, CCM´s e Quadros de Distribuição conectados à geração principal, auxiliar e emergência, UPS e respectivos Quadros de Distribuição, Retificadores e respectivos Quadros de Distribuição. Os alarmes devem ser discriminativos, identificando qual saída ou alimentador defeituoso nos CDC´s principais. Os painéis abaixo devem ter ala rme de falta à terra na ECOS (o alarme deve ser resumido, identificando qual CCM ou Quadro defeituoso), sinalização local com lâmpada piloto e um conjunto de lâmpadas de teste com botão de verificação. Deve ser instalado um sistema de pesquisa de defeito, que não obrigue o desligamento das saídas para identificação do alimentador defeituoso. Sistema de detecção com injeção de corrente pulsante ou arranjo similar, para possibilitar detecção através de alicate-amperímetro portátil específico. O arranjo na saída dos cabos (interno ou externo) deve permitir fácil acesso, identificação e folga entre os mesmos para “clampar” ou “abraçar” os cabos com o amperímetro alicate específico. A sinalização de defeito e lâmpadas de teste com botã o de verificação deve ser instalada em cada semi-barra, quando da existência de disjuntor “tie”. - CCM´s (principal, emergência) - Quadros de Distribuição de secundário de transformadores BT-BT (principal e emergência), - Quadros de distribuição de todas as UPS - Quadros de distribuição de corrente contínua” [2B] E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 62 4.2.2 - Aterramento de Sistema Elétrico em Baixa Tensão 4.2.3 - Aterramento de Sistema Elétrico em Média Tensão O sistema com neutro isolado deve ser utilizado preferencialmente em FPSO’s e FSO’s visando evitar circulação de corrente pelo casco, durante faltas à terra, na região dos tanques de petróleo (Exigência das Sociedades Classificadoras). O aterramento por alta resistência deve ser utilizado preferencialmente nas demais Unidades Marítimas de Produção, que não armazenem Petróleo. ... As saídas do CDC de emergência devem ter alarme na ECOS, sem desligamento em caso de falta à terra.” Item 2.15.2.1 [2B]. “Para Unidades Marítimas de Produção que armazenem petróleo como FPSOs e FSOs, deve ser utilizado preferencialmente o aterramento por alta resistência, restrito à áreas não classificadas. Dessa forma, o aterramento da geração e as eventuais cargas em média tensão devem estar fisicamente localizados fora de qualquer área classificada, de modo a assegurar que não haverá retorno de corrente pelo casco em zonas perigosas. Essa exigência só poderá ser modificada com autorização explícita da Sociedade Classificadora. Alternativamente para os FPSOs e FSOs poderá ser utilizado o sistema com neutro isolado. Vide prescrições quanto ao anel de aterramento no item 2.15.3. O aterramento por alta resistência deve ser utilizado preferencialmente nas demais Unidades Marítimas de Produção, que não armazenem Petróleo. Para ambos os sistemas, neutro isolado ou aterrado por alta resistência, deve ser garantido um desligamento seletivo instantâneo no caso de qualquer falha à terra, bem como um eficiente sistema de localização e sinalização do circuito com defeito.” Item 2.15.1 [2B]. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 63 4.2.4 - Aterramento de Sistema de Corrente Contínua e UPS Os circuitos de bateria, de carregadores de bateria e painéis de distribuição de corrente contínua, devem ser isolados de terra, ou seja, nem o terminal positivo, nem o terminal negativo poderão ser aterrados ou ligados à estrutura metálica da plataforma. Usualmente, os retificadores de maior porte, têm um circuito de alarme visual/sonoro de falha à terra, identificando qual polo (positivo ou negativo) que apresente defeito para a terra. O circuito defeituoso deve ser identificado e rapidamente eliminado o defeito, para evitar o progresso para curto-circuito direto entre os dois pólos. Motores de Corrente Contínua: Em unidades de perfuração, a saída dos retificadores (SCR) que acionam os motores de corrente contínua é também isolada de terra. Eventual defeito para a terra de um dos pólos é sinalizado no medidor DC Ground, no sistema Ross Hill. Exceções: Exceção é feita para o circuito de proteção catódica de corrente impressa, onde é necessário a ligação, ou aterramento do negativo do retificador ao casco a ser protegido; o positivo do retificador é ligado aos anodos. Sistemas de partida (motor de arranque) de motores diesel, também não devem ser aterrados; porém, alguns fabricantes adotam conjuntos de partida com o polo negativo acoplados mecanicamente à carcaça metálica do motor de arranque; aterramento localizado que é aceitável segundo as Classificadoras. Sistema de Telecom (rádio enlace, multiplex, central telefônica, etc.), com aterramento do pólo positivo do retificador/bateria e sensor de fuga à terra no pólo negativo. “A tensão de saída AC das UPS e Retificadores (positivo e negativo) deve ser isolada da terra, com sistema de detecção e alarme de falta à terra, em cada semi-barra, que deve ser sinalizada na ECOS; Deve haver meios e facilidades que permitam detecção manual (vide item 2.15.2.1) para rápido isolamento do defeito.” Item 2.13 [2B]. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 66 Estruturas metálicas diversas, vasos, tanques e “skids” de equipamentos não elétricos, não soldados à estrutura de unidade marítima, devem ser aterrados com cabo de seção nominal de 25 mm2, no mínimo; vide Norma N-2222 [17D]. Nota: O ponto de aterramento em vasos deve ser previsto no projeto do fabricante do vaso ou, se executado no campo, deve ser especificado/aprovado por profissional habilitado (PH). Para garant ir a continuidade elétrica um cordão de solda de filete é aceitável; para “skids” e estruturas o cordão de solda deverá ter um comprimento mínimo de 10 (dez) cm. Onde as cordoalhas de aterramento forem utilizadas, elas deverão ser claramente visíveis, protegidas contra danos mecânicos e do tipo que não seja afetada por produtos corrosivos e pintura, tanto quanto possível. Figura 4.11 Descarga de Eletricidade Estática (Medidas Preventivas) E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 67 Fig 4.12 – Solda + parafusos de fixação dos Flanges asseguram contato metálico Com a estrutura. Fig 4.13 – Solda + parafuso “U” ou Braçadeira metálica asseguram contato direto com a estrutura. 4.3.4 - Precauções quando de reabastecimento de helicópteros “Qualquer ignição perigosa devido a uma diferença no potencial elétrico para a terra (no caso, a estrutura metálica da plataforma) deve ser efetivamente controlada. Isto pode requerer o uso de correias condutoras, aterramento de equipamento de carga e descarga de fluido combustível e da mangueira e o aterramento do helicóptero, antes do abastecimento. Todas as precauções contra ignição devido à descarga de eletricidade estática devem estar de acordo com o NFPA-77.” [4 A], item 20.17 Assim, um cabo de aterramento deverá ser ligado ao helicóptero para “descarga de estática”, distante da boca de abastecimento, antes de colocar a mangueira de abastecimento. Idem, para aterrar tanques de transferência móveis, antes de qualquer conexão de mangueira para transferência. 4.3.5 – Trabalhos de Pintura As máquinas de pintura do tipo “airless” spray devem ser firmemente aterradas, inclusive suas mangueiras e pistolas, para descarga de estática. (vide cap. 17 ). E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 4 Aterramento em Áreas Classificadas Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 68 4.4 - Descargas Atmosféricas Havendo um contato elétrico entre o casco metálico da Plataforma e o mastro ou outra estrutura metálica de altura adequada (torre de perfuração, flare, lança de guindaste), nenhuma outra proteção adicional contra os efeitos de descargas atmosféricas é necessária. Descargas elétricas que atinjam a Plataforma são drenadas para o mar, através de sua estrutura metálica. Dessa forma, a Plataforma e o pessoal nela embarcado estão inerentemente protegidos, conforme o NFPA 78 – Lightning Protection Code [7B], item D-6 e D-10: “ D-6 Navios com Casco Metálico. Se existir um contato elétrico entre o casco metálico e o mastro metálico ou outra superestrutura metálica de adequada altura que atenda as recomendações da Seção D-2, nenhuma outra proteção contra raio é necessária. Barcos com objetos não aterrados ou não condutores projetados acima do mastro metálico ou superestrutura devem ter estes objetos aterrados ou protegidos com um condutor de aterramento, respectivamente, de maneira a protegê-los.” NOTA: A Seção D-2 do NFPA 78 dispõe sobre as recomendações para instalação de mastros para proteção contra descargas atmosféricas “D-10.1- Navios quase invariavelmente são construídos com mastros, estruturas treliçadas, superestruturas, casco, chaminés e conjunto de mastros, chaminés, e antenas de rádios usualmente fornece a zona de proteção recomendada na seção D-1.2. Então, navios e o pessoal embarcado estão usualmente inerentemente protegidos contra dos efeitos dos raios. Nos casos onde houver falta de adequada zona de proteção, eles devem ser corrigidos de acordo com a seção D-1.2, se acompanhados de mudanças na quantidade ou altura de mastros, ou de acordo com a seção 6-3.3 se pelos cabos de proteção suspensos lançados entre mastros.” Proteção de equipamentos específicos contra descargas atmosféricas [9A], item 5.4.1: “Tanques metálicos, equipamentos e estruturas comumente encontrados na indústria do petróleo que estejam em contato direto com a terra têm provado estar suficientemente bem aterrados para fornecer a segura propagação para a terra da descarga elétrica dos raios. Aterramento complementar por meio de hastes de aterramento nem aumenta nem diminui a probabilidade de ser golpeado, nem reduz a possibilidade de ignição do conteúdo. Aterramento adicional é necessário, entretanto, onde não houver aterramento direto.” As orientações quanto à proteção de estruturas contendo vapores ou gases inflamáveis ou líquidos que podem liberar vapores inflamáveis estão descritas no item 6.1.2 do NPFA 78 [7B] a saber: E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 71 5.2 Fluxograma para Classificação de Área de Ambientes Confinados ou Semi-confinados Fig. 5.1- Fluxograma para Classificação de Área de ambientes confinados ou semi-confinados Notas: (1) – Refira-se ao item 5.6 – Ventilação adequada. (2) – Refira-se ao item 2.1 – Fonte de Risco, no capítulo 2. Ambiente confinado ou Semi-confinado Adequadamente ventilado? Existe Fonte de Risco? Existe Fonte de Risco de Grau Primário ? Existe Fonte de Risco de Grau Secundário ? ZONA 1 ZONA 2 ÁREA NÃO-CLASSIFICADA N S N S N N S N S S N (1) (2)(2) (2) A Existe abertura comunicante com Área Classif. vizinha ? Existe abertura comunicante com Área Classif . adjacente? Existe abertura para Zona 1? N ZONA 1 S S Continua na página seguinte VII VI II I x - Identifica o compartimento na Fig. 5.2, classificado segundo este caminho. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 72 Fig. 5.1- Fluxograma para Classificação de Área de ambientes confinados ou semi-confinados (continuação) Notas: (3) – Refira-se ao item 5.7 – Pressurização de ambientes. (4) – Refira-se ao item 5.3 – Aberturas, acessos e condições de ventilação que afetam a extensão das Áreas Classificadas, e item 16.2.1 - Portas Estanques a Gás, no cap.16 - Anteparas Divisórias de Áreas Classificadas. (5)- Em caso de falha da ventilação/exaustão deve existir sistema de alarme visual e sonoro sinalizando em sala de controle permanentemente guarnecido, para tomar ações para necessárias. (*) – A Ventilação mecânica, com vazão maior que a Exaustão assegura a pressurização positiva do compartimento confinado considerado, em relação a Sala adjacente classificada ou, alternativamente, a Sala adjacente classificada pode ser pressurizada negativamente. Esta pressurização negativa pode ser obtida com vazão de exaustão mecânica maior que a de ventilação, tipicamente na proporção 2:1. Desde que mantida com pressão positiva Desde que mantida com pressão positiva Vem da página anterior A Sala adjacente é Zona 1 ou Zona 2 ? O ambiente tem sobrepressão por ventilação forçada em relação à Área Classificada ? O ambiente tem alarme de perda da ventilação ? ÁREA NÃO-CLASSIFICADA S S ZONA 1 N N S Zona 1 Zona 2 A porta é estanque a gás , com fechamento automático , formando barreira de ar ? N N N (4) O ambiente tem sobrepressão por ventilação forçada em relação à Área Classificada ? O ambiente tem alarme de perda da ventilação ? ÁREA NÃO-CLASSIFICADA S S S A porta é estanque a gás , com fechamento automático ? ZONA 2 N (3)* (3)* (5) (5) V IV III ZONA 2 22 E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 73 Fig. 5.2 – Exemplos de classificação de área de compartimentos confinados; O número dentro do círculo indica qual o caminho para classificação do compartimento, seguindo o procedimento do fluxograma da figura 5.1. Obs.: A figura acima, foi repetida em formato maior, no Anexo 1, no final deste capítulo, com o propósito de obter melhor resolução quando impresso em papel. 5.2.1 Área confinada , semi-confinada ou área aberta ? Partindo-se da premissa de grupo de gases mais leves que o ar, pela definição de área confinada em 5.1 (regra dos 2/3), tendo como exemplo uma sala na forma de cubo com 4m: - em havendo piso + teto + duas anteparas (ou piso + 3 anteparas), o ambiente é considerado confinado. - se o piso não for totalmente vazado por grades para o mar, mesmo que vazado em grande parte de sua área, não poderá ser considerado como “aberto”. - Janelas ou portas em anteparas, pisos ou tetos gradeados devem ser amplamente utilizados pois favorecem a diluição, porém, devido às reduzidas dimensões relativas dessas aberturas, não devem ser consideradas para considerar o ambiente “aberto”. - Em unidades móveis, mesmo as áreas consideráveis como abertas, no convés principal, apresentam muitos obstáculos à sua volta, que podem dificultar a diluição/dispersão de gás por ventilação natural, podendo ser considerado área com ventilação limitada; considerar os skids de equipamentos que podem formam obstáculos elevados formando uma barreira de muitos elementos em bloco, portanto. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 76 c) Um espaço confinado, sem fonte de risco, com acesso direto a qualquer Zona 1 (Fig. 5.5 e 5.6) não é considerado classificado se: - O acesso tiver duas portas estanques a gás, do tipo fechamento automático, formando uma barreira de ar ou uma única porta estanque a gás, de fechamento automático, que abra para dentro do local seguro e que não tenha nenhum gancho de trava que a mantenha na posição aberta. (Ver nota 2 das Considerações sobre a barreira de ar). - O espaço tenha sobrepressão por ventilação forçada em relação à Área Classificada e, - Perda da ventilação seja alarmada em uma estação de controle guarnecida. Fig.5.5- Espaço confinado adjacente a Zona 1 Ou, alternativamente: Fig.5.6- Espaço confinado adjacente a Zona 1 E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 77 5.4 Alarme de falha de ventilação e/ou exaustão: Quando a perda de ventilação for detectada, deve ser ativado alarme visual e sonoro em sala de controle ou local permanentemente guarnecido; Ação para restaurar a ventilação deve ser tomada sem demora; quando houver programação devem ser acionados os ventiladores stand-by. Se for detetada a presença de gás na vizinhança da área onde houver falha na ventilação, ou falha na exaustão do próprio compartimento, fontes de ignição devem ser desenergizadas imediatamente. Se for detetado gás na tomada de aspiração do ventilador do compartimento pressurizado, o ventilador deve ser automaticamente desligado. Pelo motivo de não ser classificado, tais ambientes ambientes podem conter equipamentos elétricos de uso industrial comum ou equipamentos com superfícies quentes. 5.4.1 Sensores de falha de Ventilação/Exaustão: Recomendável utilizar alarmes como por exemplo pressostato diferencial entre os compartimentos ou chave de fluxo montados na entrada dos dutos; Os alarmes baseados em intertravamentos ou contacto auxiliar de contactor no demarrador, indicando funcionamento do ventilador/exaustor não detetam, por exemplo, eventual patinação da polia ou rompimento de correias do motor, inversão de rotação do motor ou mesmo dampers fechados por falha qualquer. 5.4.2 Considerações sobre a barreira de ar: 1) A barreira de ar (“air lock”) deve ter espaçamento mínimo de 1,5 metro e máximo de 2,5 metros, entre portas [4B]. 2) Onde o arranjo de ventilação do ambiente que se pretende manter seguro for considerado suficiente pela Sociedade Classificadora para prevenir qualquer ingresso de gás do compartimento adjacente à Zona 1, as duas portas de fechamento automático formando a barreira de ar podem ser substituídas por uma única porta, estanque a gás, de fechamento automático, que abra para dentro do local seguro (o fluxo de ar ajuda a manter a porta fechada) e que não tenha nenhum gancho de trava que a mantenha na posição aberta. Tal consideração consta no livro de regras do IMO MODU Code/89, item 6.3.1 [3] e das principais Classificadoras. A barreira de ar deve ser mantida pressurizada, podendo ser através de derivação do mesmo duto que atende o compartimento principal, não-classificado. 5.4.3 Ventilação de Salas de Baterias Vide recomendações no cap. 14.2 Ventilação de Salas de Baterias, Cap. 14 - Compartimento de Baterias. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 78 5.5 – Requisitos de Segurança para o Sistema de Ventilação e Ar-Condicionado As Diretrizes para Projeto do E&P-CORP [2A] item 8, estabelecem o seguinte: “Todas as áreas da Instalação deverão ser providas de ventilação visando a segurança, para as diversas operações, considerando as condições atmosféricas, situações operacionais normais e de emergência, devendo atender aos critérios da norma Petrobrás N-2079 – Critérios de Segurança para Projeto de Ventilação e Ar Condicionado em Unidades Marítimas. Um mesmo duto de ventilação não deve atender a compartimentos de classificações diferentes entre si, devendo ser separados, entre outros, conforme os seguintes crité rios: a) Sistemas que atendam salas que abriguem equipamentos de serviços essenciais, de sistemas que atendam salas que abriguem equipamentos de serviços normais; b) Sistemas que atendam salas providas de combate a incêndio por inundação com sistema de CO2, de sistemas que atendam as acomodações; c) Sistemas de exaustão de salas de baterias e laboratórios com risco de contaminação, de outros sistemas; d) ............. Em áreas abertas ou semi-abertas deverá ser utilizada sempre que possível a ventilação natural. Onde a ventilação natural não for suficiente para assegurar condições ambientais seguras será necessário complementá-la por meio de ventilação mecânica, conforme critérios descritos na Especificação Técnica de Requisitos Mecânicos para Equipamentos de Processo (ET- 3000.00-1200-600- PCI-001). Os compartimentos fechados que tenham aberturas a menos de 3 (três) metros do limite de áreas classificadas para instalações elétricas deverão ser providos de pressurização positiva monitorada. As condições de funcionamento da ventilação mecânica e ar condicionado deverão ser continuamente monitoradas e as falhas deverão causar sinalização remota, na sala de controle ou onde estiver instalado o monitor/controlador. Os compartimentos fechados, que abriguem fontes de gases ou vapores inflamáveis deverão ser providos de pressão inferior aos ambientes adjacentes. O alojamento não deverá ter controle de pressurização, exceto se estiver adjacente a uma área classificada; O ar externo aspirado para o sistema de ventilação e ar condicionado deverá ser tomado de área segura, no mínimo, a 3,0 metros de distância de área classificada e a 4,5 metros da exaustão dos sistemas de ventilação e descarga de gases de produtos de combustão; Os dutos de entrada de ar deverão ser dotados de pelo menos dois sensores de gás (votação 2 de 2), os quais deverão automaticamente parar a ventilação e isolar o ambiente, caso dois destes sensores detectem alta concentração de gás (60% do L.I.I. confirmado); .....” E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 81 5.7 - Pressurização de ambientes (purga) Recurso geralmente empregado para purga de Salas de Controle, adjacentes a áreas classificadas no campo, onde podem ser reunidos vários painéis e equipamentos do tipo comum, CCM´s com gaveta extraível, etc. que, do contrário, em sendo do tipo com proteção “Ex” (“à prova de explosão” ou equivalente), seriam de difícil operação e manutenção, além do maior espaço necessário. O sistema de pressurização positiva pode incluir equipamento de condicionamento de ar, quando requerido para componentes eletrônicos, painéis de instrumentação, etc. Exemplos típicos de instalações em áreas classificadas ou adjacentes, no campo: - Cabine de controle de Turbo-Compressor, Moto-gerador - Cabine de controle/MCC auxiliares de Turbo-gerador - Escritórios do Sondador (Dog-House) em unidades de perfuração Ventilação com pressão positiva é baseada no princípio de que um compartimento ou sala localizado numa Área Classificada pode ser purgado com ar limpo tomado de local remoto, não classificado. O fluxo de ventilação deve ser contínuo e deve assegurar pressão positiva no compartimento para evitar o ingresso de gás do ambiente circundante. O sistema de ventilação deve ser capaz de assegurar uma sobrepressão mínima suficiente para que haja fluxo de ar por todas as portas e aberturas possíveis, com as mesmas todas abertas; a velocidade deve ser maior que a velocidade de correntes de ar externas, porém não deve ser tão alta a ponto de dificultar a abertura ou fechamento de portas. Em locais abertos, convém adotar-se antecâmaras (airlock), com sobrepressão mínima de 0,1” H2O (0,25 mbar) que previne ingresso de ar externo para velocidades do vento até aprox. 3,5 m/s [11G]; para salas sem air- lock, com portas diretamente para área aberta, considerar sobrepressão que assegure proteção para prevenir o ingresso de ar externo para os ventos predominantes (tipicamente 10 m/seg no mar). Vide critérios de pressurização de compartimentos na norma IEC 61892-7 [11G]; Em geral, as Sociedades Classificadoras admitem tal forma de purgar um ambiente para torná- lo ambiente não-classificado, desde que haja monitoração de pressão diferencial ou mesmo, alarme de falha do ventilador, quando se tratar de sala de controle. Em geral, as salas de controle pressurizadas não contém fontes de risco interna; as mesmas devem ser construídas com anteparas no mínimo A-0, estanques a gás, e com portas/air- lock mantidas fechadas por molas de fechamento automático; nestas situações, em caso de perda da ventilação, eventual migração de atmosfera explosiva para o seu interior pode ocorrer de forma lenta e normalmente, não é necessário desenergizar imediatamente as cargas/painéis elétricos. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 82 Detetor de gás deverá monitorar a tomada de ar do ventilador devendo desligar e alarmar quando da ocorrência de gás. Para falha da pressurização, vide item 5.4 acima; Fig. 5.7 – Exemplo de pressurização de cabine de controle de Turbo-compressor (legenda + + indicando área não classificada, desde que mantida com pressão positiva por ventilação forçada, vide cap. 19). 5.7.1. Salas de Controle com Fontes de Risco interna Típico para sala com analisadores/laboratórios. O critério para projeto de ventilação é referenciado no NFPA 496 [7A].d No caso de sala ou laboratório com analisadores (fontes de risco interno), tal ventilação deve reduzir a concentração original de gás ou vapor inflamável para um nível seguro e manter este nível. Se existir no compartimento algum dispositivo que consuma ar, tal como um compressor, o sistema de pressurização deve levar em conta esta demanda adicional, a menos que o suprimento de ar para tal equipamento seja efetuado por outra fonte independente. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 83 5.8 – Contaminação Cruzada de Ambientes Não-Classificados 5.8.1 - Recomendações Adicionais para Evitar Contaminação Cruzada de Ambientes Estanqueidade de anteparas: - Anteparas que separam áreas classificadas de áreas não-classificadas devem ser de aço, estanques a gás (sem furos, aberturas ou janelas que as comuniquem entre si); atender aos requisitos de segurança e prescrições do SOLAS [21]. Vide Capítulo 16 – Anteparas Divisórias de Áreas Classificadas Dutos de Ventilação e Exaustão: - O interior do duto de exaustão de uma área classificada tem a mesma classificação do compartimento do qual ele aspira. - Quando um duto de ventilação atravessar uma área classificada, este duto deverá ter uma sobrepressão em relação a essa área. - Quando um duto de exaustão com pressão negativa, atravessar uma área classificada de “maior risco”, deverá ser utilizado “duto estrutural” devido à possibilidade de aspiração de gases em caso de corrosão/abertura de frestas nas emendas de chapas. Vide fig.6.2, cap. 6. Nota: Considera-se como “estrutural”, o duto cuja espessura da chapa for maior que 3/16” (4,8 mm). O ABS Steel/97 admite 3,0 mm. Vide ilustração típica na Fig. 6.1, cap. 6 onde é mostrada a travessia de um duto em Área Classificada. - Dutos de ventilação/exaustão de compartimentos classificados (Zona 1 ou Zona 2) devem ser completamente separados daqueles sistemas que atendem compartimentos não-classificados. - Dutos de ventilação/exaustão de compartimentos classificados como Zona 1 devem ser completamente separados daqueles sistemas que atendem compartimentos Zona 2. O compartilhamento de ventiladores insuflando dutos para compartimentos de diferentes classificações ou de área classificada para não classificada, através do recurso ao uso de dampers isolando essas salas, quando da parada do ventilador, não deve ser adotado. Os dampers, que teoricamente “segregam” os compartimentos, são passíveis de falha dos acionadores pneumáticos/solenóides, podendo falhar na posição aberta, permitindo contaminação cruzada de ambientes. E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 86 5.8.4 - Exemplo de Contaminação Cruzada de Ambientes Não-classificados As Áreas Classificadas em regiões confinadas deverão ser mantidas com pressão negativa, para evitar a expansão das áreas de risco para compartimentos vizinhos. Como ilustração consideremos o diagrama abaixo (vista lateral e planta), mostrando um exemplo típico onde temos uma Área Classificada (Zona 2) em ambiente confinado, adjacente a um outro Não-classificado, na praça de máquinas. Fig. 5.7- Arranjo original, onde por pressurização positiva a sala “A” é mantida como não- classificada LEGENDA: Nota: a fonte de risco está na sala “B” ÁREA CLASSIFICADA ( ZONA 2) ÁREA NÃO-CLASSIFICADA (DESDE QUE MANTIDA COM PRESSÃO POSITIVA COM VENTILAÇÃO FORÇADA) ++ ++ +++++++++ ++++++++ +++++++++ ++++++++ E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 87 Neste arranjo temos o seguinte: - Pressurização negativa (representada pelo símbolo ) na Área Classificada (sala “B”), garantida por uma vazão de ar de exaustão maior que a de ventilação, no compartimento classificado. - Porta que comunica os dois compartimentos do tipo estanque a gás e de fechamento - automático, abrindo para a Área Não-classificada. - Área confinada Não-classificada (sala “A”) mantida com sobrepressão em relação à Área Classificada adjacente. A pressurização deste ambiente está representada no diagrama pelo símbolo “+”. - Falha/falta de ventilação na Área Não-classificada alarmada em estação de controle. Para este arranjo são as seguintes as maneiras possíveis de contaminação da Área Não- classificada: - Parada do Exaustor “E1” da Área Classificada; - Parada do Ventilador “V2” da Área Não-classificada; - Porta que comunica os dois compartimentos mantida aberta; - Inversão do sentido de rotação tanto do Exaustor “E1” (que passa agora a funcionar como Ventilador) quanto do Ventilador “V1” (que passa agora a funcionar como Exaustor) da Área Classificada, conforme mostrado no diagrama abaixo. Este procedimento inadequado que altera o sentido do fluxo de ar faz com que o compartimento adjacente (sala A), antes uma Área Não-classificada se torne agora, também, uma Área Classificada. Fig. 5.8- Diagrama exemplificando como ocorre a contaminação cruzada de Área Não- classificada (Classificação do compartimento da esquerda), em função da inversão do sentido de rotação do Ventilador e do Exaustor da Área Classificada originais (compartimento da direita). INSTRU-Ex_cap5.doc E&P-CORP / ENGP / IPSA Cap. 5 Ventilação e Classificação de Áreas em Ambientes Confinados Instru-EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atmosferas Explosivas 2a Edição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 88 ANEXO 1