ISO 15029-2 Determinação das propriedades de ignição por aspersão de fluidos resistentes ao fogo - Parte 2: Teste de aspersão - Método de liberação de calor por chama estabilizada

A norma ISO 15029-2, “Petróleo e produtos relacionados - Determinação das propriedades de ignição de fluidos resistentes ao fogo em sprays - Parte 2: Teste de spray - Método de liberação de calor por chama estabilizada”, publicada pela Organização Internacional de Normalização (ISO), descreve um método para comparar os riscos de incêndio de sprays pressurizados de fluidos resistentes ao fogo. Uma chama de propano bidimensional é usada para inflamar e estabilizar a combustão de um fluido atomizado por ar. Medições da taxa de liberação de calor, comprimento da chama e densidade da fumaça fornecem informações quantitativas sobre o comportamento do fluido em relação ao fogo.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• Chama de pulverização estabilizada: Este é o ponto em que a taxa de liberação de energia, o comprimento da chama e outras características da combustão permanecem constantes ao longo do tempo, permitindo o cálculo de valores médios razoáveis ​​ao longo do tempo.
• Comprimento da chama: A distância em milímetros entre a linha central vertical do queimador a gás e o ponto mais distante da chama visível.
• Índice de comprimento da chama: Uma função do comprimento da chama (corrigido para o número inteiro mais próximo) e da taxa de fluxo de propano.
• Fator de inflamabilidade: uma função da liberação de calor a uma determinada vazão de propano, corrigida para o número inteiro mais próximo.
• Densidade da fumaça: Uma função da opacidade da fumaça no tubo de exaustão, medida antes e depois da introdução do fluido de teste.

Os reagentes e materiais utilizados nos testes são:

• Propano, alta pureza (mínimo 98%)
• Nitrogênio, isento de oxigênio, grau comercial.
• Ar comprimido.
• A água está em conformidade com os requisitos da norma ISO 3696, classe 3.
• Monoetilenoglicol, grau de laboratório (pureza de 98%)
• Um solvente compatível com o líquido a ser testado, de grau laboratorial.

Em princípio, um fluxo de fluido de teste pré-condicionado é conduzido através de um atomizador de fluido duplo para uma câmara de teste. Ar comprimido, fornecido ao bocal a uma taxa controlada, é usado para produzir um jato atomizado que é exposto a uma chama específica de um queimador a gás presente durante todo o teste. A taxa constante de entrada de calor da chama de gás resulta em uma chama de jato estabilizada, garantindo que as características de combustão, como taxa de liberação de energia, comprimento da chama e produção de fumaça, permaneçam suficientemente constantes ao longo do tempo, permitindo assim a medição de valores médios temporais.

As temperaturas são medidas tanto na entrada quanto na saída da câmara de combustão, e o queimador é operado primeiro sem fluido de teste e depois com fluido de teste. O comprimento da chama e a opacidade da fumaça da saída podem ser medidos. Cálculos de funções como índice de comprimento da chama, fator de inflamabilidade e densidade da fumaça são feitos a partir dessas medições. Com base nessas medições e nos índices de desempenho calculados, um sistema é proposto para classificar o desempenho de líquidos resistentes ao fogo.

Enquanto a ISO 15029-1 avalia fluidos resistentes ao fogo utilizando um método de pulverização com cone oco que simula vazamentos finos e atomização, a ISO 15029-2 aborda um cenário diferente e frequentemente mais desafiador do mundo real: um teste de chama estabilizada com bicos de fluxo sólido opostos. Esta norma responde à seguinte pergunta: se um jato de fluido sob pressão atingir uma chama existente, a chama continuará ou se intensificará? A ISO 15029-2 é amplamente considerada um teste de resistência ao fogo mais rigoroso e conservador. É frequentemente solicitada por autoridades de mineração, siderúrgicas, empresas de fundição sob pressão e plataformas offshore.

Em acidentes industriais reais, vazamentos hidráulicos nem sempre produzem névoas finas. Rupturas de alta pressão frequentemente criam jatos coerentes de alta velocidade (fluxos sólidos) que podem impactar diretamente superfícies quentes, chamas de soldagem ou incêndios em coletores. Um fluido que passa no teste de jato de cone oco (norma ISO 15029-1) pode sustentar a combustão quando injetado como um jato em uma chama grande e estável. Portanto, a norma ISO 15029-2 foi desenvolvida para simular precisamente esse cenário extremo. Esse teste é frequentemente chamado de teste de chama estabilizada ou contrajato, porque o jato de fluido é pulverizado horizontalmente em uma chama grande e turbulenta de queimador de propano.

Os seguintes equipamentos são necessários para os testes:

• Bomba de alta pressão capaz de fornecer pressão de 7,0 MPa mais/menos 0,2 MPa (70 bar).
• Bocal de fluxo sólido com orifício de 1,2 mm (produz um jato concentrado e consistente).
• Um queimador retangular de propano de grandes dimensões (aproximadamente 170 mm x 70 mm) que produz uma chama turbulenta com uma potência térmica de aproximadamente 25-30 kW.
• Equipamento de vídeo de alta velocidade e medição de temperatura.
• Câmara de teste à prova de explosão com sistema automático de extinção de incêndio.

Em geral, o método de teste envolve as seguintes etapas:

• O queimador é aceso e estabilizado por pelo menos 5 minutos para obter características de chama consistentes.
• O fluido de teste é pressurizado exatamente a 7,0 MPa e pulverizado horizontalmente a partir de uma distância de 1 metro diretamente no centro da chama do queimador.
• A pulverização continua por 60 segundos (ou até que ocorra a combustão).
• Após a bomba ser desligada, a observação continua por mais 30 segundos.

Em resumo, a norma ISO 15029-2 é um teste de resistência ao fogo para ambientes industriais severos. Quando uma especificação exige a Categoria A da ISO 15029-2, significa essencialmente que esse líquido não alimentará o fogo, mesmo se um jato de alta pressão for injetado diretamente em uma chama de grandes proporções. Para engenheiros de segurança nas indústrias de mineração, siderurgia e processamento de metais a quente, uma única linha na ficha técnica pode representar a diferença entre um acidente controlado e um catastrófico. A norma ISO 15029-2 continua sendo uma das salvaguardas mais respeitadas disponíveis.

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