Corta-chamas

Dimensões do Corta-Chamas

Grupo de Explosão de Corta-Chamas

Os corta-chamas são categorizados e especificados com base em sua capacidade de lidar com diferentes tipos de gases e vapores inflamáveis, que são agrupados de acordo com seu risco de explosão. Esses grupos são conhecidos como grupos de explosão e desempenham um papel crítico na seleção e no projeto de corta-chamas para garantir a operação segura em ambientes específicos. A classificação do grupo de explosão ajuda a determinar o projeto apropriado do corta-chamas que pode efetivamente extinguir e reter uma chama de um tipo específico de substância inflamável.

Dados de referência do grupo de explosão

① Baseado no grupo de explosão ISO 16852 IIA1
② A lacuna máxima experimental segura (MESG) é definida como a maior lacuna entre duas seções adjacentes das câmaras internas em um aparelho de teste. Esta lacuna evita a ignição de uma mistura de gases externa quando a mistura de gases interna é inflamada sob condições específicas, através de um comprimento de junta de 25 mm para qualquer concentração do gás ou vapor testado no ar. O MESG é uma característica crucial da mistura de gases específica que está sendo testada, conforme descrito na norma EN 1127-1:2011.

Seleção do Grupo de Explosão IIA (D) (*Substâncias do grupo de explosão I)

Seleção do Grupo de Explosão IIB1-IIB (C)

Seleção do Grupo de Explosão IIC (B)

Requisitos para corta-chamas

#3 Resistência à corrosão

• Resistência à corrosão por névoa salina:

  O teste de corrosão por névoa salina deve ser conduzido usando o método especificado no Teste 3, e o núcleo do corta-chamas não deve apresentar danos óbvios por corrosão. Após o teste, a funcionalidade à prova de explosão do corta-chamas deve ser testada conforme especificado no Teste 6 e deve ser capaz de prevenir incêndio. Os corta-chamas com núcleo de aço inoxidável estão isentos deste requisito.

• Resistência à corrosão de dióxido de enxofre:

  O teste de corrosão por névoa salina deve ser conduzido usando o método especificado no Teste 4, e o núcleo do corta-chamas não deve apresentar danos óbvios por corrosão. Após o teste, a funcionalidade à prova de explosão do corta-chamas deve ser testada conforme especificado no Teste 6 e deve ser capaz de prevenir incêndio. Os corta-chamas com núcleo de aço inoxidável estão isentos deste requisito.

#4 Força

O teste de resistência do invólucro do corta-chamas deve ser conduzido de acordo com o método especificado no Teste 5, e o invólucro não deve apresentar vazamentos, rachaduras ou deformação permanente.

Nº 5 Desempenho à prova de explosão

Execute 13 testes à prova de explosão de acordo com o método especificado no Teste 6, em no máximo 3 dias, e o corta-chamas deverá ser capaz de evitar incêndio a cada vez.

# 6 Resistência a queimaduras

Realize o teste de resistência à queima de acordo com o método especificado no Teste 7, e o corta-chamas deve suportar 1 hora de queima sem que ocorra qualquer contra-explosão durante o teste.

#7 Tipo de conexão

O tipo de conexão do corta-chamas deve ser uma conexão flangeada, em conformidade com GB/T 9112, ou outras normas específicas exigidas pelo cliente. A folga da superfície da junta à prova de explosão nas partes conectadas da caixa do corta-chamas deve atender aos requisitos da GB 3836.2 ou de outros padrões específicos exigidos pelo cliente.

#8 Perda de pressão e capacidade de ventilação

A perda de pressão do fluido do corta-chamas não deve exceder as especificações listadas na Tabela 1. A capacidade de ventilação não deve ser inferior aos dados da Tabela 2.

Padrão de teste de válvula corta-chamas

Condições de teste

Salvo especificação em contrário, os testes descritos neste capítulo deverão ser realizados em condições atmosféricas normais, que são definidas como segue:

a) Temperatura ambiente: 15°C a 35°C;

b) Umidade relativa: 45% a 75%;

Teste 6: Teste de Supressão de Explosão

Teste 7: Teste de resistência a queimaduras

Teste 8: Teste de perda de pressão e capacidade de ventilação

1. Dispositivo de teste

O teste de perda de pressão e capacidade de ventilação utiliza um ventilador para fornecer a fonte de ar, conforme mostrado na Figura 3. O diâmetro interno d do tubo de teste deve corresponder ao diâmetro nominal do corta-chamas e a superfície da parede interna deve ser lisa e uniforme. Todas as conexões do sistema devem estar livres de vazamentos.

Figura 3. Dispositivo de teste de perda de pressão e capacidade de ventilação

2. Especificações de entrada:

A extremidade de entrada não deve ter obstruções dentro de uma distância de 1,5d do centro do tubo de teste (diâmetro interno $d$).

3. Medição de pressão:

Faça quatro furos de medição de pressão distribuídos uniformemente com diâmetros variando de ø2 mm a ø3 mm ao redor da circunferência da mesma seção transversal do tubo de teste, perpendicular à parede do tubo. A área ao redor desses furos deve ser lisa e sem rebarbas. Solde tubos curtos na parede externa nos orifícios de pressão estática para facilitar a conexão; o diâmetro interno destes tubos curtos deve ser pelo menos duas vezes o diâmetro dos furos de medição. Conecte cada um dos quatro furos de pressão estática individualmente a um dispositivo de medição de pressão. A média aritmética das quatro leituras de pressão estática será a pressão estática média naquela seção transversal.

4. Especificações do coletor:

O coletor pode ter formato de arco ou martelo, com dimensões e formato mostrados na Figura 4. A superfície da parede interna deve ser lisa, com rugosidade superficial $Rum$ valor não superior a 3,2 µm.

Figura 4. Dimensões do Coletor

5. Endireitadores de fluxo:

As dimensões dos retificadores de fluxo de entrada e saída são mostradas na Figura 5. A espessura dos defletores nos retificadores de fluxo deve ser$d=\mathrm{00,012}d\sim \mathrm{00,015}d$, e o espaçamento entre os defletores no endireitador de fluxo de saída deve ser $b=\mathrm{00,08}d\sim \mathrm{00,75}d$.

Figura 5. Dimensões dos retificadores de fluxo de entrada e retificadores de fluxo de saída

6. Dispositivos de medição de pressão:

Use manômetros em forma de U com diâmetros internos uniformes, normalmente de 6 mm a 10 mm, e comprimento dependendo da pressão que está sendo medida.

7. Preparação para Teste:

Limpe o núcleo do corta-chamas antes de instalá-lo no corta-chamas para teste. O meio de teste deve entrar pela extremidade de entrada do corta-chamas.

8. Condições de teste:

A pressão absoluta do ar utilizado como meio de teste deverá ser de 0,1 MPa, com temperatura de 20°C, umidade relativa de 50% e densidade de 1,2 kg/m³. Se as condições do ar forem diferentes, converta-as para este estado.

9. Medição do Estado do Ar:

Meça o estado do ar próximo à entrada usando um manômetro, termômetro e termômetro de bulbo seco-úmido.

10. Conduzindo o Teste:

Ligue o motor para acionar o ventilador e ajuste a válvula para regular a vazão. Assim que o nível do líquido no manômetro se estabilizar, registre as leituras (Δℎ2, Δℎ3Dh2​,Dh3​) uma vez por minuto, três vezes no total, e calcule o valor médio. Calcule a perda de pressão usando a fórmula (1) e certifique-se de que os resultados atendam aos requisitos da Tabela 1. Perda de pressão do corta-chamas.

Onde:

• $$dp\text{é a perda de pressão em Pascal (Pa);}$$
• Dh2 ​é a diferença de pressão entre os segmentos a e a1 em Pascal (Pa);
• Dh3 ​é a diferença de pressão entre os segmentos a e a2 em Pascal (Pa).

11. Cálculo da capacidade de ventilação:

Registre a leitura estável do manômetro no ponto e (Dh1​) uma vez por minuto, três vezes no total, e calcule o valor médio. Calcule a capacidade de ventilação usando a fórmula (2), garantindo que os resultados atendam aos requisitos da Tabela 2. Capacidade de ventilação do corta-chamas.

Onde:

• $$P\text{é a capacidade de ventilação em metros cúbicos por segundo (m³/s)};$$
• F é a área da seção transversal do tubo de teste em metros quadrados (m²);
• ∅ é o coeficiente de coletor (0,98 para cônico, 0,99 para formato de arco);
• Dh1 ​é o vácuo no ponto e em Pascal (Pa);
• R é a densidade do ar ambiente em quilogramas por metro cúbico (kg/m³).

Material do elemento supressor de chamas

Os elementos corta-chamas são normalmente construídos em aço inoxidável devido ao seu alto ponto de fusão, excelente condutividade térmica, resistência à corrosão e estabilidade estrutural sob altas temperaturas. O aço inoxidável garante que o corta-chamas possa suportar condições intensas sem deformar. Em contraste, materiais como o alumínio ou o cobre, embora leves, são propensos à deformação e até mesmo à falha sob fortes pressões de retorno de chama, comprometendo a sua eficácia na retenção de chamas.

A interação entre o elemento corta-chamas e a chama é fundamental. A maior área de contato facilita uma troca de calor mais eficiente, aumentando a capacidade de retardamento de fogo do supressor. Otimizar as dimensões das unidades triangulares e dos canais dentro do supressor é essencial:

• Unidades triangulares menores e canais mais longos aumentam a eficiência do resfriamento, extinguindo efetivamente a chama.
• Ajustando a altura h das unidades triangulares influencia o comprimento eu dos canais. Um menor h pode reduzir o comprimento do canal, aumentando potencialmente a resistência ao fluxo de gás, embora um comprimento muito curto eu pode diminuir a capacidade do supressor de chamas de extinguir as chamas.

Considerações de desempenho da malha corta-chamas

Por que é necessário um corta-chamas

Os corta-chamas são dispositivos de segurança essenciais para a proteção de tanques de armazenamento, recipientes e equipamentos de processo que manuseiam gases ou vapores inflamáveis. Eles são particularmente cruciais em situações onde existe potencial de incêndio ou explosão. Aqui estão as principais razões pelas quais os corta-chamas são necessários.

um. Segurança aprimorada para sistemas de ventilação

• As aberturas são essenciais para a operação segura de tanques e embarcações de armazenamento, fornecendo a ventilação necessária para acomodar cenários normais e de emergência. Seguindo as diretrizes da API 2000/ISO 28300, os respiros facilitam a ventilação independente das embarcações, garantindo assim a segurança nas diversas condições operacionais. Os corta-chamas são integrados a esses sistemas para evitar que chamas entrem em um recipiente através do sistema de ventilação, o que poderia causar uma explosão catastrófica ou incêndio.

b. Desempenho e eficiência

• Os respiradouros YeeValve são projetados com discos de válvula carregados com peso que atingem a elevação total da válvula quando as pressões excedem 10% acima da pressão definida. Este design permite um rápido alívio da pressão, maximizando o desempenho e minimizando as perdas de produto. A incorporação de corta-chamas nesses sistemas aumenta essa eficiência, garantindo a segurança sem comprometer a função de ventilação.

c. Durabilidade e Confiabilidade

• Construídas com materiais resistentes à corrosão, como sedes de válvulas, discos e eixos padrão, essas aberturas são construídas para durar. Eles também apresentam tecnologias de vedação de alta qualidade, incluindo uma folha metálica e uma almofada de ar, para minimizar as taxas de vazamento. Esta durabilidade é particularmente benéfica em atmosferas explosivas onde a integridade do sistema de ventilação é crítica. A adição de corta-chamas garante ainda que estes sistemas possam evitar de forma confiável a ignição de misturas inflamáveis, mesmo sob altas pressões definidas.

d. Segurança Certificada

• Os respiradouros, especialmente aqueles equipados com elementos corta-chamas, passam por rigorosos testes e certificação para garantir que atendem aos padrões de segurança. De acordo com a Directiva CE 94/9/CE, estes sistemas não são apenas testados quanto à sua capacidade de lidar com misturas inflamáveis, mas também são certificados como sistemas de segurança. Isto significa que são reconhecidos pela sua capacidade de impedir a propagação de chamas, protegendo assim o equipamento e o pessoal de perigos potenciais.

e. Soluções Integradas de Segurança

• A integração de um corta-chamas ao respiradouro combina os benefícios de ambos os sistemas em um dispositivo único e compacto. Esta integração não apenas simplifica o projeto geral do sistema, mas também melhora os recursos de segurança, garantindo que quaisquer chamas ou faíscas que possam resultar da ventilação de gases inflamáveis ​​sejam efetivamente contidas e extintas.

Onde são necessários corta-chamas

Os corta-chamas são dispositivos de segurança vitais usados ​​em diversas indústrias para evitar a propagação de chamas e garantir operações seguras. A sua principal função é impedir que as chamas se espalhem através de misturas de gases ou vapores inflamáveis, mitigando assim o risco de explosões e incêndios. Aqui estão algumas áreas principais onde os corta-chamas são comumente usados.

1. Tanques de Armazenamento – Tanques de Armazenamento de Diesel e Combustível:

• Os corta-chamas são instalados nas aberturas de ventilação de tanques de armazenamento de diesel e outros combustíveis para evitar que fontes de ignição externas acendam os vapores inflamáveis ​​dentro do tanque.
• Eles também são usados ​​para evitar que chamas se propaguem para dentro do tanque em caso de ignição interna.

2. Plantas de Processamento Químico – Respiradouros de Reatores e Sistemas de Alívio:

• Usado para proteger reatores químicos e sistemas de alívio, evitando que chamas externas incendiem os gases voláteis dentro do sistema.
• Garanta a ventilação segura de gases durante cenários de socorro de emergência.

3. Indústria de Petróleo e Gás

• Proteção de dutos:
  • Instalado em tubulações que transportam gases ou líquidos inflamáveis ​​para evitar a propagação de chamas ao longo da tubulação.
  • Essencial para plataformas offshore e refinarias onde o risco de vazamentos e explosões de gás é alto.
• Armazenamento e Transporte:
  • Os corta-chamas são usados ​​em tanques de armazenamento, caminhões-tanque e vagões para evitar explosões durante o armazenamento e transporte de líquidos e gases inflamáveis.

4. Indústria Farmacêutica – Sistemas de Recuperação de Solventes:

• Utilizado em sistemas que recuperam solventes inflamáveis ​​para evitar a propagação de chamas pelas tubulações e equipamentos.
• Protege o equipamento e o meio ambiente contra possíveis riscos de incêndio.

5. Instalações de tratamento de resíduos

• Usinas de Biogás:
  • Instalado em digestores de biogás e tanques de armazenamento para evitar a entrada de chamas no sistema, garantindo o manuseio seguro do biogás.
  • Utilizado para proteger toda a infraestrutura de processamento e armazenamento de biogás.
• Sistemas de Gás de Aterro Sanitário:
  • Usado em sistemas de extração de gás de aterro para evitar que as chamas retornem ao aterro, o que poderia causar incêndios ou explosões.

6. Aplicações Marítimas – Tanques de Combustível Marítimo:

• Instalado nas aberturas de tanques de combustível marítimo para evitar a ignição de vapores inflamáveis, garantindo a segurança de navios e plataformas offshore.
• Essencial para cumprir os regulamentos de segurança marítima.

7. Geração de Energia – Sistemas de Combustível do Gerador:

• Utilizado nos sistemas de abastecimento de combustível de geradores de energia para evitar a ignição de vapores inflamáveis ​​e garantir uma operação segura e contínua.
• Protege tanto o equipamento gerador como a infra-estrutura envolvente.

8. Fabricação Industrial – Instalações de Pintura e Revestimento:

• Usado em instalações onde solventes e revestimentos inflamáveis ​​são usados ​​para evitar incêndios e explosões.
• Essencial para cabines de pintura e fornos de secagem onde os vapores de solventes podem se acumular.