A norma “ISO 11114 Cilindros de gás – Compatibilidade dos materiais do cilindro e da válvula com o conteúdo de gás”, publicada pela Organização Internacional de Normalização (ISO), consiste nas seguintes subseções publicadas sob o mesmo título:
Gases industriais, medicinais e especiais (por exemplo, gases de alta pureza, gases de calibração) podem ser transportados ou armazenados em cilindros de gás. Um requisito fundamental para os materiais utilizados na fabricação desses cilindros e válvulas é a compatibilidade com o gás contido. A compatibilidade dos materiais dos cilindros com o gás contido foi comprovada por muitos anos de aplicação prática e experiência. As normas e regulamentações nacionais e internacionais atuais não abrangem completamente essa questão. Esta norma baseia-se na experiência e no conhecimento internacional existentes.
A compatibilidade da maioria dos materiais utilizados na fabricação de cilindros e válvulas de gás é especificada nesta norma. Outros materiais cuja compatibilidade não esteja especificada nesta norma podem ser utilizados, desde que todos os aspectos da compatibilidade tenham sido avaliados e verificados por uma pessoa autorizada.
Os materiais metálicos mais comumente usados para cilindros (entre outros) são aço carbono-manganês, aço cromo-molibdênio, aço cromo-molibdênio-níquel, aço inoxidável e ligas de alumínio, conforme especificado nas seguintes normas:
Os materiais metálicos mais comumente usados para corpos de válvulas e peças em contato com o gás interno são latão e outras ligas similares à base de cobre, aço carbono, aço inoxidável, níquel refinado e ligas de níquel, cobre-berílio e ligas de alumínio.
Esta norma aborda o efeito do gás na alteração das propriedades mecânicas e dos materiais (por exemplo, reação química ou mudança no estado físico). Propriedades básicas do material (normalmente obtidas junto ao fornecedor), como as propriedades mecânicas necessárias para fins de projeto, não são consideradas. Outros fatores, como a qualidade do gás fornecido, também não são levados em conta.
Os dados de compatibilidade fornecidos referem-se a gases de componente único, mas também podem ser aplicáveis a misturas gasosas. Esta norma não se aplica a líquidos criogênicos (a norma ISO 21010 aplica-se a este respeito).
Os materiais não metálicos devem ser adequados ao serviço pretendido. Para camisas de cilindro, são considerados adequados se a sua compatibilidade for indicada como aceitável nas tabelas da norma, ou se as propriedades exigidas tiverem sido comprovadas satisfatoriamente por uma pessoa qualificada através de ensaios ou de uma longa e confiável experiência. Quando se utilizam materiais plásticos para as camisas, devem ser utilizadas saliências metálicas. A norma ISO 11114-1 aplica-se à compatibilidade das saliências metálicas.
Caso sejam utilizados materiais revestidos, a adequação da combinação é avaliada e aprovada após todos os aspectos técnicos terem sido avaliados e verificados por uma pessoa autorizada. Esses aspectos técnicos incluem, entre outros, a compatibilidade do material de revestimento com o gás pretendido, a durabilidade do revestimento ao longo de sua vida útil prevista e sua permeabilidade ao gás.
Em princípio, uma pequena quantidade de material de teste é aquecida em oxigênio pressurizado. Para determinar o ponto de ignição autógena, a pressão e a temperatura são registradas continuamente, momento em que se observa um aumento repentino de temperatura e pressão (esse ponto é chamado de temperatura de ignição autógena).
As amostras para os testes devem ser preparadas de forma a evitar contaminação. Podem estar na forma líquida ou sólida. No caso de materiais sólidos, o material deve ser triturado em partículas finas. Uma massa de amostra entre 0,06 g e 0,5 g é utilizada para cada teste. Essa massa deve ser ajustada levando-se em consideração o volume da câmara de reação. Uma amostra de 0,5 g mostrou-se adequada para câmaras de reação com volume entre 30 cm³ e 250 cm³.
Os requisitos desta norma não se aplicam se pelo menos uma das seguintes condições for atendida para o serviço de gás pretendido:
Nesses casos, a pressão parcial não deve exceder 0,25 MPa (2,5 bar). Nessa situação, é possível projetar o cilindro para gases normais (não efervescentes).
Os métodos de ensaio descritos nesta norma são aplicáveis a todas as pressões de operação projetadas. O ensaio é realizado à temperatura ambiente, não inferior à pressão de operação projetada. Todos os ensaios são realizados para avaliar a fragilização por hidrogênio, levando em consideração as condições que serão encontradas na aplicação pretendida. A composição do gás em ensaio não deve ser inferior à concentração máxima de gás fragilizante na aplicação pretendida. Os ensaios são realizados com o objetivo de selecionar o aço para cilindros de mistura e de gás fragilizante/hidrogênio.
Os métodos de teste descritos são:
Esta norma foi concebida para determinar a conformidade dos materiais com os riscos definidos na norma ISO 11114-2 e para avaliar materiais não listados. Dois tipos de ensaios podem ser realizados:
Para determinar a adequação dos materiais para um determinado primário, devem ser realizados ensaios em cilindros de acordo com esta norma. Os ensaios em amostras devem ser realizados exclusivamente para comparar diferentes materiais plásticos (por exemplo, para selecionar o material mais adequado), ou para verificar se algumas áreas do primário penetram mais do que outras, ou ambos.
A realização de testes em discos ou amostras é difícil em cilindros do Tipo 5. Portanto, recomenda-se a realização de testes em cilindros. Certas substâncias (por exemplo, umidade, compostos de enxofre) podem ter um efeito positivo ou negativo no desempenho do material, e isso deve ser considerado ao projetar e conduzir os testes. Essas substâncias podem estar presentes no gás, serem liberadas pelos materiais plásticos ou ambas. A análise do gás de teste deve ser registrada antes e depois do teste para detectar qualquer contaminação potencial (por exemplo, umidade, compostos de enxofre).
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