Princípio Operacional

1. O que é Purga e Pressurização?
2. Quais normativas são relevantes?
3. Operação Básica para Atmosferas Perigosas de Gás ou Poeira
4. O que é Usado para Purgar e Pressurizar?
5. Quais São os Requisitos para a Purga?
6. Quais são os requisitos para a pressurização?
7. Quais Tipos de Dispositivos Podem ser Protegidos?

Purga e pressurização é um método de proteção que usa ar comprimido ou gás inerte para eliminar e impedir que substâncias perigosas, como gás, poeira ou uma combinação dos dois, danifiquem equipamentos eletrônicos alojados em um encapsulamento. 

A NFPA 496 é a normativa para classificações de Classe/Divisão, e a IEC 60079-2 é a normativa para Zonas. Mas estas são apenas as normativas de purga e pressurização, que são apenas uma peça do quebra-cabeça. A fiação, a temperatura e o material do encapsulamento e do equipamento também precisam ser considerados. Por exemplo, a fiação de e para o encapsulamento não faz parte do sistema de purga e terá que ser protegida. A classificação da área determina o que pode ser usado e quais normativas devem ser seguidas.
  

Para Ambientes com gases perigosos:  

A purga é necessária para eliminar todo o gás inflamável dentro de um encapsulamento. Para ter segurança, um certo volume de gás de proteção por volume de encapsulamento livre deve ser alcançado. A NFPA 496 requer quatro mudanças de volume, e a IEC60079-2 exige cinco mudanças de volume. A taxa de vazão pelo encapsulamento é medida ou certificada para garantir que o encapsulamento seja totalmente purgado.

Depois de um encapsulamento ter sido purgado, a pressão deve ser mantida dentro do encapsulamento de proteção. Para pressurizar um encapsulamento, uma baixa taxa de vazão de gás de proteção é introduzida para manter a pressão do encapsulamento acima da pressão mínima de segurança. O valor depende das normativas NFPA 496 ou IEC60079-2. Uma vazão constante de gás de proteção para a pressurização é necessária para a maioria dos encapsulamentos devido a vazamentos de portas, janelas, condutas/bucins etc.

Para ambientes com poeira perigosa:

A poeira perigosa deve primeiro ser fisicamente limpa do encapsulamento. Depois de limpo, o encapsulamento é vedado e pressurizado. Em geral, a pressurização é uma baixa vazão de gás protetor, que mantém a pressão do encapsulamento acima da pressão mínima de segurança, dependendo das normativas NFPA 496 ou IEC60079-2. Uma vazão constante de gás de proteção é necessária para a maioria dos encapsulamento devido a vazamentos de portas, conduítes/bucins etc. A purga não é feita porque as aberturas de saída de pressão geralmente exigem um supressor de faísca que não consegue liberar partículas de poeira.

Para Gases e Poeiras Perigosos:

Os encapsulamentos devem primeiro ser limpos de todo o pó combustível e, depois, purgados de todo o gás inflamável. O componente de pressurização permanece o mesmo , mas a pressão mínima segura pode variar. Em geral, a poeira perigosa requer uma pressão segura mais alta no encapsulamento, dependendo da normativa usada para a pressurização.

Após a purga e/ou limpeza e pressurização bem-sucedidas do encapsulamento, o equipamento pode ser operado com segurança. Se a pressão cair para um nível abaixo do mínimo seguro, uma ação é necessária. Dependendo do padrão a ser utilizado e a classificação da área, a ação pode variar de desenergização do encapsulamento de proteção imediatamente ou após um tempo pré-determinado (para os procedimentos de encerramento) para soar um alarme visual ou sonoro para o operador tomar medidas, mas deixar o encapsulamento de proteção energizado.

Para todos os sistemas, é necessária uma abertura de saída de pressão para liberar o excesso de pressão dentro do encapsulamento. Dispositivos de saída de pressão também são necessários para ambientes somente poeira, porque um regulador pode falhar e a vazão em excesso pode entrar no encapsulamento.

O gás de proteção é usado para purgar e pressurizar os encapsulamentos. Na maioria dos ambientes de instalação, isso é ar comprimido. Algumas aplicações usam ar engarrafado, e outras usam gás inerte, como nitrogênio. Ao considerar um suprimento de gás de proteção, vários parâmetros devem ser considerados:

• O suprimento de gás de proteção deve estar limpo. Observe as normativas e os parâmetros do sistema que fornece o gás de proteção para determinar que tipo de ar é necessário. Um regulador e um filtro devem sempre ser adicionados para manter a qualidade.
• Um regulador deve ser usado para manter uma taxa de vazão constante para pressurização. Também pode ser necessário determinar a troca de volume dentro do encapsulamento para purgar. Suprimentos não regulamentados podem causar mudanças extremas de pressão. Se a pressão cair abaixo do mínimo, podem ocorrer interrupções ou desligamentos do sistema. O excesso de pressão pode deformar ou danificar janelas, vedações e buchas dentro de um encapsulamento.
• Certifique-se de que a fonte do gás de proteção tenha capacidade para lidar com a vazão máxima do sistema. 
• Certifique-se de que as linhas da fonte de proteção que alimentam o encapsulamento de proteção sejam grandes o suficiente para lidar com a vazão máxima, que geralmente é durante a purga.
   

Durante a inicialização, presume-se que o interior do encapsulamento tenha gás inflamável em níveis suficientes para criar um risco de incêndio quando o equipamento estiver em operação.

Purgar é o método de lavar todo o gás inflamável do encapsulamento de modo que os níveis estejam abaixo do limite explosivo inferior (LEL) do gás perigoso. Diversas variáveis influenciam o tempo necessário para tornar um encapsulamento seguro, incluindo vazão dentro/fora do encapsulamento, tamanho do encapsulamento, número de trocas de volume necessárias, arquitetura do interior do encapsulamento e resistência do encapsulamento. Se o encapsulamento de proteção tiver vários compartimentos, a linha de gás de proteção que vai para o encapsulamento pode ter que ser colocada em locais estratégicos para garantir que todos os pontos mortos sejam eliminados. A duração do tempo de depuração é determinada pelas normativas utilizadas, mas geralmente é:

• NFPA 496:4: mudanças de volume/10 mudanças de volume para motores 

A purga geralmente requer uma vazão controlada de gás de proteção no encapsulamento e uma abertura de saída de pressão de tamanho adequado para o escape. É uma prática recomendada colocar a ventilação na parte inferior do encapsulamento e o suprimento de gás de proteção na parte superior, se o gás perigoso for mais pesado que o ar. No entanto, é mais importante se certificar de que todo o volume do encapsulamento seja liberado. Ao certificar os encapsulamentos, o órgão de certificação pode exigir um teste para garantir que o tempo indicado realmente seja suficiente. Esteja preparado para perguntar à agência de certificação se esse teste é necessário.

Encapsulamentos grandes podem ser problemático para purga, porque a pressão de abertura da ventilação de proteção do encapsulamento será elevada. A pressão é baseada na área da superfície, portanto, uma superfície maior significa mais força:

• Tamanho do encapsulamento = 3 x 5 x 1,5 pés = 22,5 pés cúbicos
• Tamanho da porta do encapsulamento = 2 x 4 pés
• Taxa de vazão da pressão do encapsulamento = 30 scfmat 4 in wc ( 27,6 in wc = 1 psi)
• Taxa de vazão da pressão do encapsulamento = 12 scfm a 2 in wc ( 27,6 in wc = 1 psi)
• Número de trocas de volume = 4 in wc: em que psi= 4/27,6 = 0,1445 psi

Utilizando 30 scfm para a vazão de purga, a pressão do encapsulamento será em torno de 4 in wc ou 0,1445 psi.

• A força nesta porta será 8 (pés quadrados) x 0,1445 (libras/pol. quadrada) x 144 (pol. Quadrada/pés quadrados) = 166 libras.
  Tempo de purga = 4 trocas de volume x 22,5 pés quadrados / 30 scfm = 3 min

Utilizando 12 scfm para a vazão de purga, a pressão do encapsulamento será em torno de 2 in wc ou 0,0725 psi.

• A força nesta porta será 8 (pés quadrados) x 0,0725 (libras/pol. quadrada) x 144 (pol. Quadrada/pés quadrados) = 83 libras.
  Tempo de purga = 4 trocas de volume x 22,5 pés quadrados / 12 scfm = 7,5 min.

Às vezes, encapsulamentos maiores podem ser reforçados para uma pressão mais alta.

Os encapsulamentos são pressurizada depois de terem sido purgados ou limpos de pó. A pressurização evita que a atmosfera perigosa retorne ao encapsulamento. Uma vazão constante de gás de proteção no encapsulamento é necessária para evitar vazamentos da porta, janelas, vedações de conduíte, bucins etc. A taxa de vazão para pressurização é geralmente menor que a taxa de vazão de purga e a pressão de abertura da ventilação de saída, mas pode haver casos em que ela precisará ser maior do que a pressão de abertura da ventilação para que o encapsulamento esfrie.

Ao definir a pressão para um encapsulamento, certifique-se de que a pressão seja maior que a pressão mínima segura exata do sistema, mas abaixo da pressão de ruptura da ventilação de saída de pressão. Por exemplo, se a pressão mínima de segurança for ajustada em 0,25 in wc e a pressão de ruptura da ventilação for 1,0 in wc, defina a pressão de pressurização no encapsulamento para 0,5 in wc. Com essa pressão mais alta, há uma chance maior de que a queda na pressão de suprimento não gere um alarme nem desligue o sistema. 

A maioria dos equipamentos eletrônicos pode ser protegida, mas pequenas modificações podem ser necessárias antes do uso. O equipamento dentro de um encapsulamento que não é adequado para a atmosfera perigosa fará parte do sistema de purga e pressurização. Se a peça do equipamento estiver completamente vedada, ela deve ser aberta para que o gás de proteção possa fluir pelo equipamento para purgá-lo. Consulte as normativas exigidas para aberturas mínimas. Componentes eletrônicos, como microchips, transistores, tampas etc., nem sempre precisam ser ventilados. Se um equipamento precisar ser modificado para atender a esses requisitos de purga e pressurização, verifique sempre com o fabricante para assegurar que a garantia e a segurança do produto não sejam comprometidas.