Quais são os tipos de vasos de pressão?

Vasos de pressão são recipientes estanques, capazes de armazenar fluidos sob pressão

O funcionamento de um vaso de pressão é parecido em qualquer que seja o tamanho do recipiente. Podemos dizer que um botijão de gás e uma panela de pressão funcionam com o mesmo sistema.
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Considerando a atividade industrial, apontamos como vasos de pressão os equipamentos que atuam na transformação física ou química de qualquer matéria, ou que trabalham em função de armazenamento. Podemos identificar três aplicações mais comuns a estes equipamentos.

Armazenação gases sob pressão

A técnica em questão é bastante utilizada. Os gases armazenados nestas condições se encontram num volume relativamente pequeno, facilitando diversos outros processos.
Um grande peso é contido com a utilização de mínimo volume.

Tipos de vasos de pressão: Acumulação

A acumulação de materiais (gases ou líquidos) é bastante necessária, uma vez que atua na contenção de fluidos em etapas específicas do processo industrial.

Processamento

Diversos processos de transformação de líquidos e gases precisam ser realizados sob pressão. Para isso, os vasos de pressão são utilizados.

Com relação à utilização, existem algumas classificações

Vasos não sujeitos a chamas

  • Vasos de armazenamento;
  • Vasos de acumulação;
  • Torres de destilação;
  • Reatores diversos;
  • Permutadores de calor.

Vasos sujeitos a chamas

  • Fornos;
  • Caldeiras;

Além da utilização, a classificação dos vasos de pressão tem relação com a forma do equipamento

  • Cilíndricos: Utilizado na maior parte dos serviços, devido a facilidade de transporte e produção;
  • Esféricos: Teoricamente, é o formato ideal para atingir igualdades em pressão e volume;
  • Cônicos: Usados como transição entre dois cilindros de diferentes diâmetros.

A necessidade do uso também é um fator considerado na escolha de um vaso de pressão

  • Verticais: Facilitam a ação gravitacional, ocupam menos espaço;
  • Horizontais: São mais comuns. Geralmente utilizados como vasos de acumulação.

 

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Aumento da Confiabilidade nos Vasos de Pressão

Professor Orientador: Gustavo Antonio da Silva
Faculdade Pitágoras Unidade Betim
Engenharia de Segurança do Trabalho
RESUMO
Este artigo trata da confiabilidade em Vasos de pressão, estes equipamentos apresentam um grande potencial de risco de acidentes devido a falhas em sua operação, manutenção e inspeção. Os vasos de pressão são equipamentos que transportam, armazenam fluidos sobre pressão. Podem ser de diferentes formatos, tamanhos e finalidades, tendo em comum a capacidade de manter fluidos pressurizados. Estes equipamentos estão presentes em diversas indústrias, pequenos fabricas, e podem ser encontrados também em comércios locais. Muitas vezes são os principais equipamentos de um processo, porem, acidentes com este tipo de equipamento, são altamente destrutíveis e fatais. A pesquisa é de natureza básica. A estruturação do artigo é composta pela : introdução sobre os tópicos apresentados, é apresentado os objetivos do trabalho, o referencial apresenta explicação bibliográfica sobre os principais temas abordados sobre os Vasos de Pressão , sobre a Segurança do Trabalho e o Gerenciamento de riscos.  Justifica-se o objetivo da pesquisa devido aos benefícios na prevenção de acidentes. A pesquisa é desenvolvida com o estudo das normas vigentes e com propostas de ações para o aumento da confiabilidade na segurança destes equipamentos, os resultados possíveis são analisados.
Palavras-Chave: Vasos de Pressão. Acidentes. Segurança.

  1. INTRODUÇÃO

A cada dia aumenta-se a tecnologia disponível para os processos industriais e tanto para os produtos. Hoje vários aspectos da vida cotidiana da sociedade dentro e fora das indústrias necessitam de processos contínuos, sem interrupções para atender a demanda de consumos e atividades necessárias para o funcionamento das soluções urbanas e de vida criada para facilitar a vida humana.
Porém estes processos dependem de diversos equipamentos cruciais, e muitos destes equipamentos são extremamente importantes não só na questão industrial de produção, mas também significam grandes riscos de acidentes quando existem falhas em seu funcionamento.
Este artigo apresenta um estudo e análise sobre a segurança do trabalho aplicada ao uso de vasos de pressão. Vasos de pressão são equipamentos que armazenam diversos fluídos sob pressão interna ou externa, sendo esta pressão diferente da pressão atmosférica.
Por serem muito versáteis atendem diversas indústrias e tipos de usos, podem estar presentes em vários ambientes, e apresentarem uma simplicidade tanto no seu projeto e quanto em seu uso. Apesar de sua simplicidade técnica, os vasos de pressão são altamente perigosos e críticos, mas muitas das vezes não são inclusos com a severidade necessária na análise de prevenção de acidentes.
No Brasil, temos a Norma Regulamentadora NR13 de Caldeiras e Vasos de Pressão e tubulações, esta norma apresenta os requisitos mínimos para o projeto, instalação e uso de vasos de pressão. Ao longo do artigo serão desdobrados questionamentos e propostas para o aumento da confiabilidade dos sistemas de vasos de pressão e seu gerenciamento de riscos.
É apresentada uma breve revisão bibliográfica sobre os principais tópicos tratados neste artigo que são os Vasos de Pressão, e a Confiabilidade aplicada aos Vasos de Pressão e Gerenciamento de Riscos.
Tendo em vista a criticidade destes equipamentos, qualquer falha de processo, operação e inspeção pode acarretar acidentes gravíssimos e em grandes proporções, o desenvolvimento deste trabalho busca estudar e analisar as normas já vigentes para a segurança do uso destes equipamentos e sugerir alterações e novas ações que contribuem significativamente para o aumento da confiabilidade esperada destes equipamentos.

  1. OBJETIVOS

Este artigo tem como objetivo geral considerar a importância dos vasos de pressão no desenvolvimento da indústria e, devido a grande presença deste equipamento na maioria das empresas, o presente artigo visa enriquecer a base de informações acadêmicas disponíveis sobre o assunto. Este artigo busca estudar a Segurança do Trabalho aplicado a operação destes equipamentos dentro dos processos industriais e comerciais.
Os objetivos específicos deste artigo é Identificar aspectos importantes da literatura no que se refere ao projeto, instalação, utilização, manutenção e inspeção dos equipamentos de Vasos de Pressão, observando informações importantes na segurança destes equipamentos para que se tenha um aumento de sua confiabilidade, para diminuição de riscos de acidentes através de sugestões adicionais do uso e análise da NR-13 e das normas ABNT referentes a estes equipamentos.

  1. METODOLOGIA DE PESQUISA

O tipo de pesquisa adotada neste artigo é a Pesquisa Básica. A pesquisa básica objetiva gerar conhecimentos novos úteis para o avanço da ciência sem aplicação prática prevista. O interesse é no estudo das regras já vigentes para prevenção de acidentes em vasos de pressão através dos conteúdos de estudos existentes, as normas vigentes, e propostas de ações para aumento da confiabilidade nestes equipamentos, aumentando o conhecimento sobre este assunto, sem que se tenha na pesquisa uma aplicação imediata. Aplica o conhecimento pelo conhecimento, busca o conhecimento para a difusão deste na sociedade. O procedimento utilizado foi a análise de literatura existente sobre o projeto de vasos de pressão, a Norma Regulamentadora que visa orientar sobre a utilização e inspeção destes equipamentos, os dados documentados sobre acidentes ocorridos com estes equipamentos.

  1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
  • Vasos de Pressão

“O nome vaso de (pressure vessel) designa genericamente todos os recipientes estanques, de qualquer tipo, dimensões, formato ou finalidade, capazes de conter um fluido pressurizado.” (TELLES,1996). Diante desta abrangente definição, tem-se uma enorme variedade de equipamentos, desde uma simples panela de pressão, até sofisticados retores nucleares.
Os vasos de pressão fazem parte do processo das indústrias e representam um papel importante em seus processos. Dedica-se a armazenagem, manuseio ou distribuição de fluidos. Também são itens de auto investimento e de grandes riscos.
Dentre as principais indústrias que usam os vasos de pressão como equipamentos de processos podemos citar as indústrias químicas e petroquímicas,refinarias de petróleo, grande parte das industrias alimentares e farmacêuticas, a parte térmica das centrais termoelétricas,os terminais de armazenagem e de distribuição de produtos petrolíferos  e/ou de gás natural em terra ou no mar.
Porém equipamentos de Vasos de Pressão existem em diversos processos comerciais locais nos centros urbanos, podendo ser encontrados em hotéis, borracharias, pequenas fabricas, etc.
Os vasos de pressão recebem classificação de “Vasos não sujeitos a chama”, como o próprio nome indica, não há presença de fogo, mesmo podendo trabalhar em elevadas temperaturas.  Nos “Vasos sujeitos a chama” há presença de fogo sendo estes equipamentos denominados de Caldeiras ou Fornos. Neste trabalho é realizado o estudo somente sobre  dos vasos não sujeitos a chama.

  • Confiabilidade

“Confiabilidade, em inglês Reability, é a capacidade de um item desempenhar uma função requerida, sob condições especificadas durante um intervalo de tempo.” (KARDEC e NASCIF, 2012).
A confiabilidade é a probabilidade de um item desempenhar uma função requerida sob condições definidas de uso durante um intervalo de tempo estabelecido.
Praticamente, considera-se que a confiabilidade é a probabilidade estatística de não ocorrer falha, de um determinado tipo, para certa missão, com um dado nível de confiança.

  • Manutenção Preventiva

A Manutenção Preventiva procura obstinadamente evitar a ocorrência de falhas por meio da prevenção. A Manutenção Preventiva é, segundo a norma ABNT NBR 5462 (1980), a manutenção efetuada em espaços de tempo que já estão predeterminados, ou de acordo com critérios prescritos, assim a manutenção preventiva é dedicada a reduzir a probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um item. A manutenção preventiva vai possibilitar um controle contínuo de falhas e a conservação dos sistemas.
Para uma adoção de uma política de manutenção preventiva, os autores Kardec e Nascif (2012) levantam alguns fatores devem ser levados em consideração:

  • Quando não for possível a manutenção preditiva.
  • Quando existirem aspectos relacionados com a segurança pessoal ou das instalações que tornam a intervenção primordial, que é normalmente para substituição de componentes.
  • Quando houver a oportunidade em equipamentos críticos e de difícil liberação operacional.
  • Se houver riscos de agressão ao meio ambiente.
  • Em sistemas complexos e de operação contínua.
  • Segurança e Confiabilidade em Vasos de Pressão

Nas indústrias de processos há três condições especificas características que tornam necessário um maior grau de confiabilidade para equipamentos, comparando-se com as demais industrias em geral.
A grande maioria trabalha em regime contínuo ,dia e noite, os equipamentos ficam, portanto, submetidos a um severo regime de operação, porque não há paradas diárias para manutenção.
Os equipamentos formam uma cadeia contínua, através da qual circulam os fluidos de processo, sendo assim a falha, ou a parada de um equipamento obriga a paralisação de toda a instalação. E é evidente que toda paralisação não programada gera vultosos prejuízos e perda de produção, vindo daí a necessidade de o máximo de segurança e confiabilidade de funcionamento desses equipamentos.
Nessas indústrias existe também, muita das vezes condições de grande risco, devido ao manuseio de fluidos inflamáveis, tóxicos, explosivos, ou em elevadas pressões ou temperaturas. Nessas condições, qualquer falha pode resultar em acidente grave ou mesmo um desastre de grandes proporções.
Os vasos de pressão constituem os equipamentos mais importantes da maioria das indústrias de processo, e também são geralmente, os itens de maior tamanho, peso e custo unitário. Representam em média 60% do custo total dos materiais e equipamentos de uma unidade de processo, mas mesmo diante destas informações, os vasos de pressão muita das vezes são ignorados dentro das indústrias, sendo nem sempre o equipamento de maior importância, muitas das vezes por alguns ramos de indústria, são os equipamentos de menor importância.
É indispensável que seja considerado os aspectos de segurança nestes equipamentos,todos eles provocam desastrosas explosões não somente em sua operação, mas também devem ser considerados segurança contra acidentes no projeto, fabricação e na montagem do vaso, bem como possível prejuízos a terceiros, danos ecológicos, etc.

  • Gerenciamento de risco

A gerência de riscos pode ser definida como a ciência, a arte e o processo que visa a proteção dos recursos humanos, materiais e financeiros de um empreendimento, no que se refere à eliminação, redução ou ainda financiamento dos riscos, caso isto seja economicamente viável.
O gerenciamento dos riscos ,realizado de forma qualitativa ou quantitativa, através da utilização de técnicas de identificação de perigos, estimativa de frequências, consequências e análise de vulnerabilidade, busca a proposição de alternativas de ações de prevenção, controle e minimização dos eventuais danos. O processo de avaliação de riscos utiliza os resultados da análise de riscos para a tomada de decisão quanto ao gerenciamento dos riscos, através da comparação com critérios de tolerância de riscos previamente estabelecidos pelos órgãos competentes ou normalizações aplicáveis.

  1. DESENVOLVIMENTO

5.1      Considerações da NR13
A NR-13 normaliza e regulamenta o uso de vasos de pressão, assim como determina as categorias e o potencial de risco de cada equipamento, estabelecendo desta forma a periodicidade e tipo de inspeções a ser realizado.
Para efeito da NR, considera-se “Profissional Habilitado” aquele que tem competência legal para o exercício da profissão de engenheiro nas atividades referentes a projeto de construção, acompanhamento operação e manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras e vasos de pressão, em conformidade com a regulamentação profissional vigente no País.
Segundo a norma, constitui-se risco grave e eminente a falta de qualquer um dos seguintes itens:

  1. a) válvula ou outro dispositivo de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou inferior à PMTA – Pressão Máxima de Trabalho Admissível, instalada diretamente no vaso ou no sistema que o inclui;
  2. b) dispositivo de segurança contra bloqueio inadvertido da válvula quando esta não estiver instalada diretamente no vaso;
  3. c) instrumento que indique a pressão de operação.

A inspeção de segurança orientado pela norma é definida para exames externos, exames internos de acordo com a categoria do vaso de pressão. Testes hidrostáticos, de acordo com a última resolução da norma, não possuem mais uma data definida pela norma, ficando a critério de uma análise do profissional habilitado.
A norma é bem clara e eficiente em seus itens relacionados a segurança em vasos de pressão. Estão inseridos itens importantes quanto a documentação obrigatória para estes equipamentos, a identificação e registros necessários para cada vaso, as obrigações inerentes a instalação de um vaso, a segurança em sua operação e a segurança em sua manutenção.
A avaliação feita em pequenas empresas sobre a preocupação na segurança do trabalho apresenta pouca observação sobre os requisitos e o emprego da NR13, não existindo assim também uma fiscalização efetiva dos órgãos competentes. Isto aumenta o grau de risco, pois são equipamentos simples, porém críticos.
5.2      Propostas para aumento da confiabilidade de vasos de pressão
Os acidentes em vasos de pressão podem ser altamente desastrosos, e estes acidentes ocorrem não somente em indústrias, mas existem muitos acidentes domésticos de vasos de pressão devidos à falta de manutenção e inspeção, pode-se citar, por exemplo, os compressores de ar, que são encontrados em oficinas, borracharias, hospitais e diversos estabelecimentos.
Algumas empresas necessitam vasos projetados exclusivamente para a sua necessidade, mas existe a produção em grande escala, e devido ao valor de produção e necessidade de comercialização destes equipamentos, alguns componentes não recebem a tecnologia disponível, para que o custo saia mais barato. Alguns instrumentos são de natureza mecânica, o que promove o aumento da confiabilidade dos vasos de pressão caso estes componentes fossem eletrônicos.
Outra consideração que diminui o aumento da confiabilidade da segurança de vasos de pressão é que muitos equipamentos são tratados com os mínimos requisitos obrigatórios pela NR13.
Recomenda-se o desenvolvimento de um plano de manutenção deve ser feito e mantido regularmente para contribuição do aumento da confiabilidade e prevenção de defeitos que seriam identificados somente no momento da inspeção que dependendo do tipo de vaso só acontecem de 5 e entre 10 anos.
Um plano de manutenção pode ser desenvolvido pelo profissional habilitado (PH), que este por sua vez indica a sua periodicidade. As inspeções apresentadas pela NR13 quanto pela NBR 15417:2006 são de extrema importância para garantir a confiabilidade da segurança nos vasos, porem resalto o item 5.4 da NBR 15417:2007 que trata da “inspeção extraordinária” que não é apresentada pela NR13, mas se torna obrigatória pela ABNT. Esta inspeção é inserida quando são detectadas situações de anormalidade criticas como vazamentos observados, superaquecimento do vaso, ou, por exemplo, má atuação da válvula de segurança, mas para detectar estas anormalidades necessita de um acompanhamento mais constante do vaso, pois o longo prazo de inspeções já estabelecidas pode não permitir a detecção tão rápida. Uma das formas de acompanhamento dos vasos em operação ou não, são as manutenções como um passo para aumento da confiabilidade da segurança.

  • Plano de Manutenção para pequenas empresas

As grandes indústrias e grandes empresas possuem uma área e equipe de Segurança do Trabalho já bem constituída, possuem também Planos de Manutenção e Inspeção já bem desenhados e realizados em suas instalações. Sendo assim o acompanhamento e a obediência a normas de segurança são executados de forma bem eficaz comparado a outros meios de processo ainda em desenvolvimento, quando obsevados os mesmos aspectos de operação. Exemplo disto é o próprio uso de vasos de pressão. Como já mencionado estes equipamentos estão presentes e diversos ambientes comerciais e pequenas fabricas, mas os riscos e perigos são os mesmo de grandes indústrias, diferenciando a forma que é instruído os procedimentos de segurança e prevenção de acidentes para com estes equipamentos.
Como ação deste trabalho vamos levantar maneiras simples de manutenção destes equipamentos para que possam ser utilizadas também por pequenas áreas que possuem estes equipamentos como oficinas e borracharias, onde acidentes com equipamentos de vasos, como compressores são comuns e desastrosos.
Outro assunto questionado é a instrução de segurança que deve ser passada pelos fornecedores destes equipamentos para os compradores, dos vasos comuns de comercio e pequenas fabricas. A proposta é a inserção das informações sobre manutenção no manual do usuário para orientação de inspeção básica e manutenção periódica orientada para ser realizada pelo simples operador de vasos simples, vinculado com uma campanha de segurança pelos próprios órgão nacionais responsáveis pela segurança do trabalhador, pois muitas das vezes os acidentes acontecem devido a falta de conhecimento no assunto de informações e dados.
A manutenção preventiva simples pode ser efetuada em períodos mensais e as ações que podem e deverão ser feitas, por exemplo, são: drenagem dos vasos para se evitar corrosões, limpezas externas do vaso e de seus componentes, calibração nas válvulas. Para os dispositivos de segurança a ABNT NBR 15417:2006 recomenda um prazo máximo de um ano para a inspeção externa ao vaso de pressão.
Segue modelo de um esquema básico de um plano de manutenção preventiva para Vasos de Pressão:

Manutenção Preventiva em Vasos de Pressão
Semanalmente 1 – Limpeza externa do Vaso de Pressão com detergente neutro
2 –  Drene o condensado (água) no interior do reservatório através do purgador
3 – Verifique o funcionamento das válvulas de segurança
Mensalmente
+
Semanal
1 – Verifique o funcionamento do pressostato e válvula piloto/descarga
Anual
+
Mensal
+
Semanal
3 – Realize a calibração do pressostato, válvula piloto, manômetro e válvula de segurança

Quadro 01- Esquema básico de Plano de Manutenção

  1. CONCLUSÃO

Muitas microempresas desconhecem suas obrigações quanto a aplicação da norma NR13 e não sabem dos riscos inerentes ao trabalho com vasos de pressão, tratando estes equipamentos como uma ferramenta qualquer. Outra visão que amplia as condições de riscos de acidente é o descuidado com a questão prática da segurança, onde o homem fica preso a conceitos que o levam a acreditar que acidentes dificilmente acontecem, e quando acontecem são fatos isolados, um infortúnio.
Pode-se então concluir que pequenos atos podem evitar grandes acidentes, como foi proposto uma atenção em manutenções preditivas nos equipamentos de Vasos de Pressão, ressaltando que estes procedimentos não substituem as inspeções obrigatórias regidas pela NR13 e demais normas de segurança de Vasos.
Estes procedimentos vêm completar todas as operações necessárias para a prevenção de acidentes além daquelas já estipuladas em leis sendo ambas de grande importância, assim existe a garantia de aumento da confiabilidade da segurança nestes equipamentos, que são de grande risco e merecem ser tratados com todo o possível cuidado.
Este trabalho busca completar e contribuir com as informações referentes a segurança com estes equipamentos, aumentando o campo de conhecimento sobre Vasos de Pressão que é vasto e precisa ser explorado e desenvolvido para operações seguras que preservem a integridade e saúde dos trabalhadores e de toda a sociedade.

  1. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 15417: Vasos de Pressão-Inspeção de Segurança em Serviço. Rio de Janeiro. 2007.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5462: Confiabilidade e Mantenbilidade. Rio de Janeiro. 1980.
BRASIL, Ministério do Trabalho. Norma Regulamentadora NR-13. Manual de Legislação Atlas. 63ºed. São Paulo: Atlas S.A., 2009.
KARDEC, Alan; NASCIF, Júlio. Manutenção: Função Estratégica. 4. ed. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2012.
TELLES, P.C.S. Vasos de Pressão. 2º ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996
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