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NORMA
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E.2 Geral
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E.2.3 Poeiras (Grupo III)
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E.3 Proteção proporcionada contra o ...
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E.4 Implantação
A 4ª edição da IEC 6...
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Bibliografia
[1] IEC 60050-426:1990,...
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[17] CARLETON, F.B., BOTHE, H., PROU...
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  1. 1. © IEC 2006 - © ABNT 2010 NORMA BRASILEIRA ABNT NBR IEC 60079-28 Primeira edição 12.05.2010 Válida a partir de 12.06.2010 Atmosferas explosivas Parte 28: Proteção de equipamentos e de sistemas de transmissão que utilizam radiação óptica Explosive atmospheres Part 28: Protection of equipment and transmission systems using optical radiation ICS 29.260.20 ISBN 978-85-07-02071-4 Número de referência ABNT NBR IEC 60079-28:2010 29 páginas Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  2. 2. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 ii © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados © IEC 2006 Todos os direitos reservados. A menos que especificado de outro modo, nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia e microfilme, sem permissão por escrito da ABNT, único representante da IEC no território brasileiro. © ABNT 2010 Todos os direitos reservados. A menos que especificado de outro modo, nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia e microfilme, sem permissão por escrito da ABNT. ABNT Av.Treze de Maio, 13 - 28º andar 20031-901 - Rio de Janeiro - RJ Tel.: + 55 21 3974-2300 Fax: + 55 21 3974-2346 abnt@abnt.org.br www.abnt.org.br Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  3. 3. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados iii Sumário Página Prefácio Nacional........................................................................................................................................................v Introdução .................................................................................................................................................................vii 1 Escopo............................................................................................................................................................1 2 Referências normativas ................................................................................................................................2 3 Termos e definições......................................................................................................................................2 4 Requisitos gerais...........................................................................................................................................5 4.1 Equipamentos ópticos ..................................................................................................................................5 4.2 Níveis de proteção de equipamento (EPL)..................................................................................................5 5 Tipos de proteção..........................................................................................................................................6 5.1 Geral................................................................................................................................................................6 5.2 Requisitos para radiação óptica inerentemente segura “op is” ..............................................................6 5.2.1 Geral................................................................................................................................................................6 5.2.2 Radiação por onda contínua ........................................................................................................................6 5.2.3 Radiação pulsada ..........................................................................................................................................7 5.2.4 Ensaios de ignição ........................................................................................................................................7 5.2.5 Dispositivos ópticos incorporando o conceito inerentemente seguro ...................................................8 5.3 Requisitos para proteção de radiação óptica “op pr”...............................................................................8 5.3.1 Geral................................................................................................................................................................8 5.3.2 Radiação no interior da fibra, etc. (sem previsão de ocorrência de danos mecânicos)........................8 5.3.3 Radiação no interior de invólucros .............................................................................................................8 5.4 Intertravamento para desligamento da radiação óptica com a quebra da fibra óptica “op sh” ...........9 5.5 Aplicabilidade dos tipos de proteção..........................................................................................................9 6 Ensaios e verificações de tipo ...................................................................................................................10 6.1 Montagem para os ensaios de ignição......................................................................................................10 6.1.1 Vaso de ensaio.............................................................................................................................................10 6.1.2 Medição de energia e potência ..................................................................................................................10 6.1.3 Critério para a ignição.................................................................................................................................10 6.1.4 Temperatura da mistura..............................................................................................................................10 6.1.5 Pressão da mistura......................................................................................................................................11 6.1.6 Fator de segurança......................................................................................................................................11 6.2 Ensaio de referência....................................................................................................................................11 6.2.1 Gás de referência.........................................................................................................................................11 6.2.2 Material absorvente de referência .............................................................................................................11 6.2.3 Ensaio de referência para radiação de ondas contínuas e pulsos com duração acima de 1 s ..........11 6.2.4 Ensaio de referência para radiação pulsada com duração abaixo a 1 ms............................................12 6.3 Misturas para ensaios.................................................................................................................................12 6.3.1 Ensaios de ignição com radiação por ondas contínuas e pulsos com duração acima de 1 s ...........12 6.3.2 Ensaios de ignição com pulsos únicos com duração abaixo de 1 ms..................................................12 6.4 Ensaios para trens de pulsos e pulsos com duração entre 1 ms e 1 s .................................................13 7 Marcação ......................................................................................................................................................13 7.1 Geral..............................................................................................................................................................13 7.2 Dados na marcação.....................................................................................................................................13 7.3 Exemplos de marcação...............................................................................................................................13 Anexo A (normativo) Dados do ensaio de referência ...........................................................................................14 Anexo B (informativo) Mecanismos de ignição ) ....................................................................................................15 Anexo C (normativo) Avaliação de risco de ignição .............................................................................................20 Anexo D (informativo) Projeto típico de cabo de fibra óptica...............................................................................22 Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  4. 4. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 iv © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados Anexo E (informativo) Introdução de um método alternativo de avaliação de risco incluindo níveis de proteção de equipamentos (EPL) para equipamentos “Ex” ...................................................................23 E.0 Introdução ....................................................................................................................................................23 E.1 Base histórica ..............................................................................................................................................23 E.2 Geral..............................................................................................................................................................24 E.2.1 Minas de carvão sujeitas a grisu (Grupo I) ...............................................................................................24 E.2.2 Gases (Grupo II)...........................................................................................................................................24 E.2.3 Poeiras (Grupo III)........................................................................................................................................25 E.3 Proteção proporcionada contra o risco de ignição .................................................................................26 E.4 Implantação..................................................................................................................................................27 Bibliografia ................................................................................................................................................................28 Figuras Figura 1 — Figura B.1 com linhas de limites para áreas intermediárias para objetos não combustíveis, atmosferas com classes de temperatura T1 – T4, equipamentos dos grupos IIA, IIB ou IIC..............07 Figura B.1 — Potência de ignição radiante mínima com alvo absorvente inerte (D1 064 nm = 83 %, D805 nm = 93 %) e radiação de onda contínua de 1 064 nm ...........................................18 Figura B.2 — Potência de ignição radiante mínima com alvo absorvente inerte (D1 064 nm = 83 %, D805 nm = 9 3 %) e radiação de onda contínua (PTB: 1 064 nm, HSL: 805 nm, [24]: 803 nm) para alguns n-alcanos .........................................................................................................19 Figura C.1 – Avaliação do risco de ignição ...........................................................................................................20 Figura D.1 — Exemplo de projeto de cabo óptico multifibra para aplicações em serviços pesados .............22 Figura D.2 — Projeto típico de cabo singelo de fibra óptica ...............................................................................22 Tabelas Tabela 1 — Relação entre EPL e a probabilidade de uma fonte de ignição.......................................................05 Tabela 2 — Potência óptica segura e irradiância para áreas classificadas categorizada por grupo de equipamento e classe de temperatura........................................................06 Tabela 3 — Disponibilidade de intertravamento para desligamento da radiação óptica ou fator de redução de risco de ignição pelo EPL...................................................................................09 Tabela 4 — Aplicação dos tipos de proteção para sistemas ópticos baseados em EPL .................................10 Tabela A.1 — Valores de referência para ensaios de ignição com uma mistura de propano diluído em ar com a mistura na temperatura de 40 °C....................................................................................................14 Tabela B.1 – AIT (auto ignition temperature), MESG (maximum experimental safe gap) e potências de ignição medidas dos combustíveis escolhidos para materiais absorventes inertes como o material alvo (D1 064 nm = 83 %, D805 nm = 93) ...........................................................................................................17 Tabela B.2 — Comparação das medidas de energia mínima de ignição do pulso óptico (Qe,p i,min ) com feixe óptico de 90 μm de diâmetro com temperaturas de auto-ignição (AIT) e energia mínima de ignição (MIE) da literatura [25] a concentrações em porcentagem por volume (M) ...........................................19 Tabela E.1 — Relação tradicional de EPL e zonas (sem avaliação adicional de risco)....................................25 Tabela E.2 — Descrição da proteção proporcionada contra o risco de ignição ...............................................26 Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  5. 5. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados v Prefácio Nacional A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidade, laboratório e outros). Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras das Diretivas ABNT, Parte 2. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve ser considerada responsável pela identificação de quaisquer direitos de patentes. A ABNT NBR IEC 60079-28 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), pela Comissão de Equipamentos para atmosfera explosiva com tipo de proteção por intrínseca Ex “i”, Sistemas Ex “i”, “Fieldbus” Ex “i” (FISCO) e proteção de equipamentos e sistemas de transmissão utilizando radiação óptica (CE-03:031.04). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 02, de 18.02.2010 a 19.03.2010, com o número de Projeto 03:031.04-008. Esta Norma é uma adoção idêntica, em conteúdo técnico, estrutura e redação, à IEC 60079-28:2006, que foi elaborada pelo Technical Committee Equipment for Explosive Atmospheres (IEC/TC 31), conforme ISO/IEC Guide 21-1:2005. A aplicação desta Norma não dispensa o respeito aos regulamentos de órgãos públicos que os equipamentos, os serviços e as instalações devem satisfazer. Podem ser citadas como exemplos de regulamentos de órgãos públicos as Normas Regulamentadoras do Ministério do Trabalho e Emprego e as Portarias Ministeriais elaboradas pelo Inmetro contendo o Regulamento de Avaliação da Conformidade (RAC) para equipamentos elétricos para atmosferas explosivas, nas condições de gases e vapores inflamáveis e poeiras combustíveis. O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte: Scope This part of ABNT NBR IEC 60079 explains the potential ignition hazard from equipment using optical radiation intended for use in explosive gas atmospheres. It also covers equipment, which itself is located outside but its emitted optical radiation enters such atmospheres. It describes precautions and requirements to be taken when using optical radiation transmitting equipment in explosive gas atmospheres. It also outlines a test method, which can be used to verify a beam is not ignition capable under selected test conditions, if the optical limit values cannot be guaranteed by assessment or beam strength measurement. This standard contains requirements for optical radiation in the wavelength range from 380 nm to 10 μm. It covers the following ignition mechanisms:  optical radiation is absorbed by surfaces or particles, causing them to heat up and, under certain circumstances, this may allow them to attain a temperature which will ignite a surrounding explosive atmosphere;  direct laser induced breakdown of the gas at the focus of a strong beam, producing plasma and a shock wave both eventually acting as the ignition source. These processes can be supported by a solid material close to the breakdown point. NOTE 1 See items a) and d) of the introduction. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  6. 6. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 vi © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados This standard does not cover ignition by ultraviolet radiation and by absorption of the radiation in the explosive mixture itself. Explosive absorbers or absorbers that contain their own oxidizer as well as catalytic absorbers are also outside the scope of this standard. This standard specifies requirements for equipment intended for use under atmospheric conditions. This standard supplements and modifies the general requirements of ABNT NBR IEC 60079-0. Where a requirement of this standard conflicts with a requirement of ABNT NBR IEC 60079-0, the requirement of this standard will take precedence. NOTE 2 Although one should be aware of ignition mechanism b) and c) explained in the introduction, they are not addressed in this standard due to the very special situation with ultraviolet radiation and with the absorption properties of most gases (see Annex B). NOTE 3 Safety requirements to reduce human exposure hazards from fibre optic communication systems are found in IEC 60825-2:2000. NOTE 4 Types of protection "op is", "op pr", and "op sh" can provide equipment protection levels (EPL) Ga, Gb, or Gc. For further information, see Annex E. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  7. 7. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados vii Introdução Equipamentos ópticos na forma de lâmpadas, lasers, LEDs, fibras ópticas, etc., são cada vez mais utilizados em sistemas de comunicação, inspeção, sensoreamento e medições. No processamento de materiais, são utilizadas radiações ópticas com elevada irradiância. Frequentemente estas instalações são realizadas no interior ou próxima às atmosferas explosivas e a radiação de tais equipamentos pode passar através destas atmosferas. Dependendo das características da radiação, esta pode ser capaz de causar a ignição de uma atmosfera explosiva presente no ambiente. A presença ou a ausência de um elemento absorvente adicional da radiação influencia significantemente a ignição. Existem quatro mecanismos possíveis de ignição: a) Radiação óptica é absorvida por superfícies ou partículas, levando estas a se aquecerem e, sob determinadas circunstâncias, permitir que estas atinjam uma temperatura que pode causar a ignição de uma atmosfera explosiva presente no ambiente. b) Ignição térmica de um volume de gás, onde o comprimento de onda coincide com o espectro de absorção do gás. c) Ignição fotoquímica, devido à foto-dissociação de moléculas de oxigênio por radiação na faixa de comprimento de onda ultravioleta. d) Colapso do gás induzido por laser direto no ponto focal de um feixe óptico potente, produzindo plasma e uma onda de choque, ambos eventualmente atuando como uma fonte de ignição. Estes processos podem ser facilitados pela presença de um material sólido próximo ao ponto de colapso. O caso de ignição mais comumente encontrado na prática com a mais baixa potência de radiação capaz de causar ignição é o caso a). Sob algumas condições de radiação pulsada, o caso d) pode também se tornar relevante. Equipamentos ópticos são utilizados em muitas aplicações em conjunto com equipamentos elétricos, para os quais existem Normas e requisitos objetivos e detalhados para utilização em atmosferas explosivas. Um dos objetivos desta Norma é o de informar a indústria sobre os riscos potenciais de ignição associados com a utilização de sistemas de transmissão ópticos em áreas classificadas, de acordo com as definições indicadas na ABNT NBR IEC 60079-10-1, bem como os métodos adequados de proteção. Esta Norma detalha o sistema integrado utilizado para controlar o risco da ignição devido a equipamentos que utilizam radiação óptica em áreas classificadas. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  8. 8. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  9. 9. NORMA BRASILEIRA ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 1 Atmosferas explosivas Parte 28: Proteção de equipamentos e de sistemas de transmissão que utilizam radiação óptica 1 Escopo Esta parte da ABNT NBR IEC 60079 esclarece o risco potencial de ignição proveniente de equipamentos que utilizam radiação óptica, destinados a utilização em atmosferas explosivas de gás. Engloba também equipamentos que são destinados a instalação em áreas além das extensões de áreas classificadas, mas cujas radiações ópticas adentram tais atmosferas explosivas. Descreve ainda as precauções e requisitos a serem tomados quando da utilização de equipamentos com transmissão óptica em atmosferas explosivas de gás. Também apresenta um método de ensaio que pode ser utilizado para verificar se um feixe óptico não é capaz de causar uma ignição sob determinadas condições de ensaio, se os limites dos valores ópticos não puderem ser assegurados por avaliação ou por medição da intensidade do feixe de luz. Esta Norma contém requisitos para a radiação óptica na faixa de comprimento de onda de 380 nm a 10 μm. Abrange os seguintes mecanismos de ignição:  radiação óptica é absorvida por superfícies ou partículas, levando estas a se aquecerem e, sob determinadas circunstâncias, permitir que estas atinjam uma temperatura que pode causar a ignição de uma atmosfera explosiva presente no ambiente;  colapso do gás induzido por laser direto no ponto focal de um feixe óptico potente, produzindo plasma e uma onda de choque, ambos eventualmente atuando como uma fonte de ignição. Estes processos podem ser facilitados pela presença de um material sólido próximo ao ponto de colapso. NOTA 1 Ver itens a) e d) da Introdução. Esta Norma não aborda a ignição por radiação ultravioleta e pela absorção da radiação na mistura explosiva por si mesma. Elementos absorventes explosivos ou elementos absorventes que contêm seus próprios oxidantes, bem como absorventes catalíticos, estão também fora do escopo desta Norma. Esta Norma especifica os requisitos para equipamentos destinados para utilização sob condições atmosféricas. Esta Norma suplementa e modifica os requisitos gerais da ABNT NBR IEC 60079-0. Quando um requisito desta Norma conflita com um requisito da ABNT NBR IEC 60079-0, o requisito desta Norma é precedente. NOTA 2 Embora necessitem ser alertados dos mecanismos de ignição b) e c) descritos na Introdução desta Norma, estes não são abordados devido à situação muito especial envolvendo radiação ultravioleta e com as propriedades de absorção da maioria dos gases (ver Anexo B) NOTA 3 Os requisitos de segurança para a redução da exposição humana aos riscos devido a sistemas de comunicação com fibras ópticas são encontrados na IEC 60825-2:2000. NOTA 4 Os tipos de proteção “op is”, “op pr" e “op sh” podem prover níveis de proteção de equipamento (EPL – Equipment Protection Level) Ga, Gb ou Gc. Para informações adicionais sobre EPL, ver Anexo E. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  10. 10. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 2 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 2 Referências normativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação desta Norma. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas). IEC 60079 (all parts), Electrical apparatus for explosive gas atmospheres ABNT NBR IEC 60079-0, Atmosferas explosivas – Parte 0: Equipamentos – Requisitos gerais ABNT NBR IEC 60079-10-1, Atmosferas explosivas – Parte 10-1: Classificação de áreas – Atmosferas explosivas de gás1) ABNT NBR IEC 60079-11, Atmosferas explosivas – Parte 11: Proteção de equipamento por segurança intrínseca “i” IEC 60825-2, Safety of laser products – Part 2: Safety of optical fibre communication systems IEC 61508 (all parts), Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems IEC 61511 (all parts), Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector 3 Termos e definições Para os efeitos deste documento, aplicam-se os termos e definições da ABNT NBR IEC 60079-0 e os seguintes. NOTA Definições adicionais aplicáveis a atmosferas explosivas podem ser encontradas na ABNT NBR NM IEC 60050-426 [1]2) 3.1 absorção em um meio de propagação, a conversão da energia de uma onda eletromagnética em uma outra forma de energia, como, por exemplo, o calor [IEV 731-03-14] 3.2 diâmetro do feixe óptico (ou largura do feixe óptico) a distância entre dois pontos diametralmente opostos, onde a irradiância é uma fração especificada do pico de irradiância do feixe óptico. [IEV 731-01-35] NOTA Normalmente aplicado a feixes ópticos que são circulares ou aproximadamente circulares em sua seção transversal. 1) NOTA DA TRADUÇÃO: A IEC 60079-28 referencia a IEC 60079-10, que foi cancelada e substiuída pela IEC 60079-10-1 em 12/2008. 2) Números entre colchetes são relacionados na Bibliografia. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  11. 11. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 3 3.3 intensidade do feixe óptico um termo geral utilizado nesta Norma, relativo à potência do feixe óptico, irradiância ou exposição radiante 3.4 núcleo a região central de uma fibra óptica através do qual a maior parte da potência óptica é transmitida [IEV 731-02-04] 3.5 revestimento o material dielétrico de uma fibra óptica que envolve o núcleo [IEV 731-02-05] 3.6 feixe de fibras um conjunto de fibras ópticas não encapadas [IEV 731-04-09] 3.7 dispositivo de terminação de fibra óptica uma montagem incluindo um ou mais dispositivos eletroópticos que convertem um sinal elétrico em um sinal óptico e/ou vice-versa, a qual é projetada para ser conectada a pelo menos uma fibra óptica [IEV 731-06-44] NOTA Um dispositivo de terminação de fibra óptica sempre possui um ou mais conectores integrais de fibra óptica ou conexões do tipo rabicho para fibra óptica. 3.8 radiação óptica inerentemente segura radiação visível ou em infravermelho que é incapaz de produzir energia suficiente sob condições normais ou de falha especificada para causar a ignição de uma mistura específica de atmosfera explosiva NOTA Esta definição é análoga ao termo “intrinsecamente segura”, aplicado a circuitos elétricos. 3.9 irradiância a potência radiante incidente sobre um elemento de uma superfície dividida pela área deste elemento [IEV 731-01-25] 3.10 luz (ou radiação visível) qualquer radiação óptica capaz de causar uma sensação visual diretamente em um ser humano [IEV 731-01-04] NOTA 1 Nominalmente cobrindo a faixa de comprimento de onda de 380 nm a 800 nm no vácuo. NOTA 2 Nas áreas de comunicação a laser e óptica, é comum empregar o termo “luz” de modo a incluir a mais ampla parte do espectro eletromagnético que pode ser manipulado com base nas técnicas ópticas utilizadas para o espectro visível. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  12. 12. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 4 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 3.11 energia mínima de ignição MIE (minimum ignition energy) a mais baixa energia elétrica armazenada em um capacitor que sob condição de descarga seja suficiente para causar a ignição da atmosfera explosiva mais inflamável sob condições especificadas de ensaio 3.12 fibra óptica guia de ondas ópticas no formato de um filamento, fabricado com materiais dielétricos [IEV 731-02-01] 3.13 cabo de fibra óptica uma montagem compreendendo uma ou mais fibras ópticas ou feixe de fibras no interior de uma cobertura comum para protegê-las contra os esforços mecânicos e outras influências do meio ambiente e ao mesmo tempo mantendo as propriedades de transmissão das fibras [IEV 731-04-01] 3.14 sistema de comunicação por fibra óptica OFCS (optical fibre communication system) montagem completa, projetada para a geração, transferência e recepção de radiação óptica proveniente de lasers, LED ou amplificadores ópticos, nos quais a transferência é feita por meio de fibra óptica para os objetivos de comunicação e/ou controle 3.15 sistema de comunicação óptico no espaço livre FSOCS (free space optical communication system) uma montagem fixa, portátil ou temporária, tipicamente utilizada no ar, destinada ou utilizada para as finalidades de comunicação de voz, dados ou multimídia e/ou controle, através da utilização de radiação óptica modulada, produzida por um laser ou LED infravermelho. “Espaço livre” significa aplicações sem fio internas ou externas com transmissões diretas ou indiretas. Montagens para a emissão e para a detecção podem ser separadas ou não NOTA As definições acima são indicadas pelo TC 76 da IEC. Esta Norma não trata somente de “sistemas de comunicação”, de forma que uma definição mais abrangente poderia ser útil. 3.16 potência óptica (ou radiante) a variação no tempo do fluxo da energia radiante [IEV 731-01-22] 3.17 radição óptica radiação eletromagnética nos comprimentos de onda no vácuo entre a região da transição de raios X e a região de transição das ondas de rádio, a qual está aproximadamente entre 1 nm e 1 000 μm [IEV 731-01-03] NOTA No contexto desta Norma, o termo “óptico” se refere a um comprimento de onda na faixa de 380 nm a 10 μm. 3.18 cabo de fibra óptica protegido cabo de fibra óptica protegido para evitar a liberação de radiação óptica para a atmosfera, durante condições de operação nomal e de mau funcionamento previsto, por meio de sistemas adicionais de blindagem, eletroduto, bandejamento ou de leito de cabos Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  13. 13. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 5 3.19 energia radiante energia que é emitida, transmitida ou recebida através de ondas eletromagnéticas [IEV 731-01-21] 3.20 exposição radiante a energia radiante incidente sobre um elemento da superfície dividido pela área deste elemento [IEV 393-14-84, modificada e IEV 845-01-42, modificada] 3) 4 Requisitos gerais 4.1 Equipamentos ópticos Todas as partes elétricas e circuitos no interior e exterior de um equipamento óptico devem estar de acordo com as Normas apropriadas para equipamentos elétricos. 4.2 Níveis de proteção de equipamento (EPL) Três diferentes níveis de proteção de equipamentos Ga, Gb e Gc são definidos (ver Anexo E). A Tabela 1 apresenta a relação entre o EPL e a probabilidade de uma fonte de ignição. Tabela 1 — Relação entre EPL e a probabilidade de uma fonte de ignição EPL Proteção requerida Ga Ignição não provável com uma falha e duas falhas independentes ou em caso de mau funcinamento raro Gb Ignição não provável com uma falha ou em caso de mau funcionamento previsto Gc Ignição não provável em operação normal Uma avaliação de risco de ignição, conforme apresentada no Anexo C, pode ser realizada para a identificação dos mecanismos de ignição e fontes de ignição causadas pelo princípio de trabalho específico do equipamento que utiliza radiação óptica. Os tipos de proteção selecionados da Seção 5 para a proteção do equipamento específico dependem desta avaliação de risco de ignição, considerando a Tabela de probabiliddes de ignição apresentadas acima para os diferentes EPL. NOTA Foi decidida, no TC-31 da IEC, a introdução dos níveis de proteção de equipamentos (EPL – Equipment Protecion Level) Ga, Gb e Gc. 3) IEC 60050-393:2003, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Part 393: Nuclear instrumentation – Physical phenomena and basic concepts IEC 60050-845:1987, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 845: Lighting Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  14. 14. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 6 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 5 Tipos de proteção 5.1 Geral Três tipos de proteção podem ser aplicados para evitar ignições por radiação óptica em atmosferas explosivas. Estes tipos de proteção englobam o sistema óptico completo. Estes tipos de proteção são a) radiação óptica inerentemente segura, tipo de proteção “op is”; b) radiação óptica protegida, tipo de proteção “op pr"; c) sistema óptico com intertravamento, tipo de proteção “op sh”. 5.2 Requisitos para radiação óptica inerentemente segura “op is” 5.2.1 Geral Radiação óptica inerentemente segura significa radiação visível ou infravermelha que é incapaz de fornecer energia suficiente sob condições normais ou de falha especificada para causar a ignição de uma atmosfera explosiva específica. O conceito se baseia na limitação da intensidade do feixe óptico para se alcançar a segurança. A ignição por um elemento absorvente opticamente irradiado requer a menor quantidade de energia, potência ou irradiância dos mecanismos de ignição identificados, no espectro de luz visível e infravermelho. O conceito inerentemente seguro é aplicável a radiações não confinadas e não requer a manutenção de um ambiente livre de elementos absorventes ópticos. NOTA Pesquisas recentes [17-22] concluíram que são seguros os valores de intensidade de feixes ópticos visíveis e infravermelhos apresentados a seguir, para atmosferas explosivas de gás. Os valores seguros incorporam um pequeno fator de segurança sobre valores de ignição observados, obtidos sob severas condições de ensaios. A ignição de uma mistura ar-dissulfeto de carbono foi recentemente reportada utilizando uma potência óptica de 24 mW. 5.2.2 Radiação por onda contínua A potência óptica ou irradiância óptica não deve exceder os valores apresentados na Tabela 2, categorizada por grupos e classes de temperatura de equipamentos. Os valores de irradiância são seguros até uma área irradiada máxima de 400 mm2 . Para áreas irradiadas com superfícies acima de 400 mm2 , as temperaturas-limites da respectiva classe de temperatura são aplicáveis. A Tabela 2 contém informações sobre elementos absorventes ópticos combustíveis e não combustíveis. Como uma alternativa para a Tabela 2, para objetos com áreas de superfícies intermediárias, onde objetos combustíveis sólidos possam ser excluídos, os valores de potência segura podem ser obtidos da Figura 1. Tabela 2 — Potência óptica segura e irradiância para áreas classificadas categorizada por grupo de equipamento e classe de temperatura Grupo do equipamento I IIA IIA IIB IIC Classe de temperatura T3 T4 T4 T4 T6 Classe de temperatura (°C) < 150 < 200 < 135 < 135 < 135 < 85 Potência (mW) 150 150 35 35 35 15 Irradiância (mW/mm2 ) (área de superfície não excedendo 400 mm2 ) 20a 20a 5 5 5 5 a Para áreas irradiadas maiores que 30 mm 2 onde os materiais combustíveis possam interceptar o feixe óptico, é aplicável a irradiância limite de 5 mW/mm 2 . Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  15. 15. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 7 10 –4 20 40 60 80 100 200 400 600 800 1 000 2 000 Ignição Não-ignição 35 mW hidrogênio etino dissulfeto de carbono Adler CS2 [1] metano n-pentano álcool iso-propílico propano dietil éter eteno THFdimetil éter PotênciaminimadeigniçãomW Área irradiada mm 2 10 –3 10 –2 10 –1 10 0 10 1 10 2 5 mW/mm 2 Figura 1 — Figura B.1 com linhas de limites para áreas intermediárias para objetos não combustíveis, atmosferas com classes de temperatura T1 – T4, equipamentos dos grupos IIA, IIB ou IIC 5.2.3 Radiação pulsada Para pulsos ópticos com duração menor que 1 ms, a energia do pulso óptico não deve excecer a energia mínima de ignição (MIE – Minimum Ignition Energy) da respectiva atmosfera explosiva de gás. Para pulsos ópticos com duração entre 1 ms e 1 s, uma energia de pulso óptico igual a 10 vezes o MIE da atmosfera explosiva de gás não deve ser excedida. Para pulsos ópticos com duração acima de 1 s, o pico de potência não deve exceder os limites de segurança para radiação por onda contínua (ver 5.2.2, Tabela 2). Tais pulsos são considerados como radiação por onda contínua. Para trens de pulsos ópticos, o critério de pulso único é aplicável para cada pulso. Com taxas de repetição acima de 100 Hz, a potência média não deve exceder os limites de segurança para radiação por onda contínua. Com taxas de repetição abaixo de 100 Hz, a potência média de valor mais elevado pode ser aplicável se demonstrada por ensaios, de acordo com a Seção 6. 5.2.4 Ensaios de ignição Ensaios de ignição para demonstrar a segurança inerente podem ser realizados em casos especiais tais como  feixes ópticos de comprimentos ou duração intermediários que possam exceder o critério de ignição óptica mínima, mas que são ainda incapazes de causar uma ignição;  feixes ópticos com formas de onda complexas, de forma que a energia do pulso e/ou potência média não sejam facilmente determinados;  atmosferas específicas, objetos ou outras aplicações específicas que sejam comprovadamente menos severas que as condições de ensaios atualmente pesquisadas. O ensaio deve ser realizado com 10 amostras da fonte de luz como especificado na Seção 6. O resultado do ensaio é considerado aprovado se não existirem ignições durante os 10 ensaios. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  16. 16. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 8 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 5.2.5 Dispositivos ópticos incorporando o conceito inerentemente seguro Dispositivos ópticos que incorporam o conceito inerentemente seguro devem apresentar uma proteção de falha de sobrepotência/energia, de forma a evitar intensidades excessivas de feixes ópticos em atmosferas explosivas. Uma análise de risco deve determinar quando estes dispositivos adicionais são requeridos. Os modos de falha da fonte óptica, a barreira de alimentação e a presença de uma atmosfera explosiva devem ser considerados durante operação normal e durante condições de falha, de forma a determinar os requisitos para a proteção adicional. Fontes ópticas como diodos a laser ou diodos emissores de luz (LED) falharão se sobreaquecidos por meio de condição de sobrepotência. As características de falha térmica de determinadas fontes ópticas podem fornecer a necessária proteção contra falha por sobrepotência (ensaio de 10 amostras). Circuitos elétricos tais como limitadores de corrente e/ou de tensão colocados entre a fonte óptica e a fonte de alimentação de potência podem fornecer proteção contra falha por sobrepotência de forma similar aos circuitos intrinsecamente seguros. Proteção contra falha por sobrepotência devem ser fornecidos para o grau requerido para o EPL pretendido (ver, por exemplo, a ABNT NBR IEC 60079-11). Para equipamentos com EPL Ga, por exemplo, os limitadores de corrente e/ou de tensão devem fornecer proteção contra sobrepotência após duas falhas contáveis serem aplicadas aos limitadores de corrente e/ou de tensão. Para equipamentos com EPL Gb, os requisitos de dupla falha podem ser reduzidos para uma única falha. Para equipamentos com EPL Gc, os valores nominais devem ser considerados sem nenhuma falha. A característica de falha térmica de determinadas fontes ópticas de baixa potência, tais como diodos emissores de luz (LEDs), é aceitável para fornecer uma proteção de falha contra sobrepotência para qualquer EPL. 5.3 Requisitos para proteção de radiação óptica “op pr” 5.3.1 Geral Este conceito requer que a radiação esteja confinada no interior da fibra óptica ou de outro meio de transmissão baseado na hitpótese de que não existam possibilidades de fugas de radiação do meio de confinamento. Neste caso, o desempenho do meio de confinamento define o nível de segurança do sistema. A análise de risco deve indicar os requisitos de segurança baseados em condições pré-assumidas (condições de falha ou operação normal). Fibras ópticas podem ser utilizadas em situações onde não existam condições pré-assumidas, de forma que uma força externa possa causar a quebra das barreiras protetoras comuns. Meios adicionais de proteção (tal como, por exemplo, cabos com proteções mecânicas robustas, eletrodutos ou sistemas de leitos) devem ser utilizados quando forças externas puderem ocasionar uma quebra durante operações normais ou anormais. A análise de risco deve indicar as medidas de proteção requeridas para evitar a quebra e a fuga da radiação óptica. Quando invólucros são utilizados neste tipo de proteção, estes podem permitir uma fonte de ignição no seu interior, sem causar a ignição da atmosfera explosiva externa, desde que estes atendam aos requisitos das Normas dos tipos de proteção “Ex” envolvidos (Série IEC 60079). 5.3.2 Radiação no interior da fibra, etc. (sem previsão de ocorrência de danos mecânicos) A fibra óptica protege a liberação da radiação óptica para a atmosfera durante condições normais de operação. Para falhas previstas, esta proteção pode ser obtida por blindagem mecânica adicional, eletrodutos, sistemas de bandejamentos ou de leitos de cabos. 5.3.3 Radiação no interior de invólucros Uma radiação capaz de causar uma ignição no interior de invólucros é aceitável se o invólucro atender aos requisitos dos tipos de proteção reconhecidos para equipamentos elétricos, quando uma fonte de ignição pode estar presente no seu interior (por exemplo, invólucros à prova de explosão “d”, invólucros pressurizados “p” e invólucros com respiração restrita “nR”), de acordo com a série IEC 60079. Entretanto deve ser considerado que qualquer radiação que escape do invólucro deve ser protegida, de acordo com os requisitos desta Norma. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  17. 17. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 9 5.4 Intertravamento para desligamento da radiação óptica com a quebra da fibra óptica “op sh” Este tipo de proteção é aplicável quando a radiação não for inerentemente segura. O intertravamento para desligamento da radiação óptica atua em um período de tempo menor que o tempo requerido para a ignição, se a proteção pelo meio de confinamento falhar e a radiação se tornar não confinada. O intertravamento de desligamento deve atuar de acordo com os requisitos definidos pela análise de risco. Os métodos apresentados nas Normas apropriadas (tais como IEC 61508 e IEC 61511) podem ser utilizados para analisar o desempenho do equipamento para possuir uma disponibilidade ou fator de redução de risco, dependendo do nível de proteção do equipamento, como mostrado na Tabela 3. Tabela 3 — Disponibilidade de intertravamento para desligamento da radiação óptica ou fator de redução de risco de ignição pelo EPL EPL Disponibilidade de segurança Fator de redução de risco de ignição Ga 0,999 a 0,9999 1 000 a 10 000 Gb 0,99 a 0,999 100 a 1 000 Gc 0,9 a 0,99 10 a 100 NOTA Os valores apresentados na Tabela 3 foram obtidos das recomendações do relatório SAFEC - Safety Categories of Electrical Devices for Explosive Atmospheres (Wilday 2000). Quando puder ser demonstrado pela avaliação de risco de ignição (ver Anexo C) que as condições para a ignição não são atingidas imediatamente após a quebra da fibra, os tempos para desligamento utilizados para assegurar a proteção visual podem ser aplicados (ver IEC 60825-2:2000). Este tipicamente é o caso para equipamentos com EPL Gc, mas pode também ser aplicável para equipamentos com EPL Gb. 5.5 Aplicabilidade dos tipos de proteção Quando a avaliação de risco de ignição apresentada no Anexo C demonstra que ignições devidas à radiação óptica são esperadas, os seguintes princípios de utilização dos tipos de proteção podem ser aplicados. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  18. 18. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 10 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados Tabela 4 — Aplicação dos tipos de proteção para sistemas ópticos baseados em EPL Tipo(s) de proteção “Ex” EPL Ga EPL Gb EPL Gc Radiação óptica inerentemente segura “op is” (ver 5.2) Seguro com duas falhas Seguro com uma falha Seguro em operação normal Sim Não Não Sim Sim Não Sim Sim Sim Fibra óptica protegida, contendo feixe óptico capaz de causar ignição “op pr” (ver 5.3) Com proteção mecânica adicional Sem proteção mecânica adicional Não Não Sim Não Sim Sim Fibra óptica protegida contendo feixe óptico capaz de causar ignição com intertravamento por desligamento da fonte óptica com a quebra da fibra “op sh” (ver 5.4) Com proteção mecânica adicional Sem proteção mecânica adicional Sim Não Sim Sim Sim Sim Nenhum (feixe óptico não confinado capaz de causar ignição) Não Não Não 6 Ensaios e verificações de tipo 6.1 Montagem para os ensaios de ignição 6.1.1 Vaso de ensaio Diâmetro > 150 mm, altura acima da fonte de ignição > 200 mm. 6.1.2 Medição de energia e potência A incerteza relativa total da medição da energia e da potência deve ser menor que 5 %, incluindo as variações da fonte de luz. 6.1.3 Critério para a ignição O aumento de temperatura de pelo menos 100 K, medidos por um termopar de 0,5 mm de diâmetro, 100 mm acima do ponto quente ou o surgimento da chama. 6.1.4 Temperatura da mistura 40 °C ou a temperatura máxima da aplicação específica. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  19. 19. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 11 6.1.5 Pressão da mistura Pressão ambiente de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0. 6.1.6 Fator de segurança Um fator de segurança de 1,5 para radiações de ondas contínuas e de 3 para radiações pulsadas deve ser aplicado para todos os resultados (com resultados de não ignição) obtidos pelos ensaios de acordo com 6.3 ou 6.4, antes da utilização destes dados como resultados inerentemente seguros. Quando nenhuma ignição puder ser obtida durante o ensaio (tal como em função da potência ou da energia não puder ser aumentada no ensaio), este fator deve também ser aplicado para o dado obtido da intensidade mais elevada do feixe óptico não acendível. Outra possibilidade para se obter o dado de intensidade do feixe óptico seguro (incluindo um fator de segurança) é a utilização de um gás de ensaio que seja mais sensível à ignição. Para equipamentos com ondas contínuas a serem utilizados em atmosferas do grupo IIA e classe de temperatura T3, este gás de ensaio pode ser o eteno, com a área do feixe óptico até cerca de 2 mm2 . NOTA Como a ignição por uma pequena superfície aquecida é um processo contendo desvios estatísticos consideráveis, a aplicação de um fator de segurança é justificado. Pelas mesmas razões, recomenda-se grande cautela quando da avaliação de experimentos como não acendíveis, uma vez que pequenas variações nos parâmetros do ensaio podem influenciar nos resultados de forma considerável. 6.2 Ensaio de referência 6.2.1 Gás de referência Mistura em repouso de propano-ar de 5 % ou 4 % em volume, ver Tabela A.1 (para ensaios de ignição com radiação de onda contínua e pulsos com duração acima de 1 s) e de forma similar 4 % em volume (para radiação pulsada, pulsos únicos com duração abaixo de 1 ms). 6.2.2 Material absorvente de referência Absorção acima de 80 % no comprimento de onda investigado, a ser aplicada na ponta da fibra de transmissão (fibra óptica), ou material absorvente compactado, aplicado sobre um substrato inerte (transmissão de feixe óptico livre). NOTA Ensaios experimentais mostraram que, para pulsos na faixa de micro a nanosegundos, um elemento absorvente de negro-de-fumo (absorção de 99 %, combustível, elevada temperatura de decomposição) apresenta as energias de pulso mais baixas [17, 20, 22]. 6.2.3 Ensaio de referência para radiação de ondas contínuas e pulsos com duração acima de 1 s O elemento absorvente de referência que recebe a radiação tem que estar fisicamente e quimicamente inerte durante a realização do ensaio. O elemento absorvente deve possuir uma absorção muito elevada de forma a atuar quase como um corpo negro. A montagem deve ser ensaiada com o gás de referência e um elemento absorvente a 40 °C. Para o ensaio da fibra óptica, o elemento absorvente necessita ser aplicado na ponta da fibra em uma camada muito fina (~ 10 μm) (como, por exemplo, uma deposição de pó em suspensão, posteriormente agregado). Os valores de referência são apresentados no Anexo A (Tabela A.1). A montagem do ensaio é aceitável se os valores de ignição obtidos não forem maiores que 20 % dos dados apresentados na Tabela A.1. O elemento absorvente não deve estar danificado após o término do ensaio. Para o ensaio de transmissão de feixe óptico livre, o menor diâmetro do feixe deve atingir uma camada plana do material-alvo aplicado ou comprimido sobre um substrato. Os valores de referência, para o respectivo diâmetro do feixe, devem ser obtidos da Tabela A.1. A montagem do ensaio é aceitável se os valores de ignição obtidos não forem maiores que 20 % dos dados apresentados na Tabela A.1. O elemento absorvente não deve estar danificado ao término do ensaio. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  20. 20. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 12 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 6.2.4 Ensaio de referência para radiação pulsada com duração abaixo a 1 ms O elemento absorvente de referência da radiação necessita ser irradiado frontalmente (irradiação livre do feixe óptico) durante todos os ensaios de pulso. Para os ensaios de transmissão de feixe óptico livre, o menor diâmetro do feixe óptico necessita atingir a camada plana do material absorvente, aplicado tanto em forma de um substrato ou comprimido na forma de uma pequena pastilha. O valor de referência para um diâmetro de feixe óptico de 90 μm é de 499 μJ de energia pulsada para pulsos de 90 ns e de 600 μJ para pulsos de 30 ns. A montagem necessita ser ensaiada com o gás e o material absorvente de referência a 40 °C. A montagem de ensaio é aceitável se os valores de ignição obtidos não forem maiores que 20 % dos dados da Tabela B.1. NOTA ais informações sobre valores de referência são apresentados na literatura [20]. 6.3 Misturas para ensaios 6.3.1 Ensaios de ignição com radiação por ondas contínuas e pulsos com duração acima de 1 s 6.3.1.1 Para atmosferas T6/IIC CS2 diluído em ar, à concentração de 1,5 % em volume e dietil éter, 12 % em volume. Se somente dietil éter for utilizado, os valores das potências mínimas de ignição ou de irradiâncias obtidas devem ser divididos por um fator de 4 para posterior utilização. 6.3.1.2 Para atmosferas T4/IIA, T4/IIB e T4/IIC Dietil éter, 12 % em volume. 6.3.1.3 Para atmosferas T3/IIA e I Propano diluído em ar, à concentração de 5 % em volume. 6.3.1.4 Para aplicações especiais A atmosfera explosiva encontra-se em avaliação. 6.3.2 Ensaios de ignição com pulsos únicos com duração abaixo de 1 ms 6.3.2.1 Para atmosferas IIC H2 diluído em ar, à concentração de 12 % e 21 % em volume ou CS2 diluído em ar, à concentração de 6,5 % em volume. 6.3.2.2 Para atmosferas IIB Eteno diluído em ar, à concentração de 5,5 % em volume. 6.3.2.3 Para atmosferas I e IIA Dietil éter diluído em ar, à concentração de 3,4 % em volume ou propano diluído em ar, à concentração de 4 % em volume; dividir as energias mínimas de ignição obtidas com propano por 1.2 para posterior utilização. 6.3.2.4 Para aplicações especiais A atmosfera explosiva encontra-se em avaliação. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  21. 21. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 13 6.4 Ensaios para trens de pulsos e pulsos com duração entre 1 ms e 1 s Aplicar a configuração do ensaio de acordo com 6.3.1 e, em seguida, a configuração de ensaio de acordo com 6.3.2, elementos absorventes e misturas como especificados em 6.1 a 6.3. 7 Marcação 7.1 Geral Os equipamentos utilizando radiação óptica devem ser adicionalmente marcados com o seguinte: 7.2 Dados na marcação A marcação deve incluir a) o símbolo do tipo de proteção utilizada:  “op is”: para radiação óptica inerentemente segura,  “op pr”: para radiação óptica protegida,  “op sh”: para sistema óptico com intertravamento de desligamento da fonte óptica; b) o símbolo do grupo do equipamento:  Para o tipo de proteção por radiação óptica inerentemente segura “op is”, os subgrupos A, B ou C devem ser utilizados;  Para equipamentos que utilizam radiação óptica que não são adequados para instalação em atmosferas explosivas, mas que forneçam radiação óptica para equipamentos que estão em área classificada, a marcação para equipamento associado é aplicável. Se a Tabela 2 requerer a restrição da classe de temperatura, isto deve estar indicado após o tipo de proteção. Exemplo: [Ex op is T4 Gb] IIC; c) equipamento com nível de proteção Ga, Gb ou Gc como determinado pela Tabela 4; d) um número de série, exceto para:  acessórios de conexão; cabos de fibra óptica etc.,  componentes muito pequenos sobre os quais exista uma área limitada. 7.3 Exemplos de marcação  Equipamento que atenda EPL Ga: Ex op is IIC T6 Ga  Equipamento que atenda EPL Gb: Ex op pr II T4 Gb  Equipamento instalado fora de áreas classificadas e fornecendo radiação óptica para a área classificada, valores-limites obtidos da Tabela 2: [Ex op is T3 Ga] IIA O certificado de conformidade deve identificar o EPL aplicável do equipamento (pode haver mais que um EPL para diferentes partes do equipamento). Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  22. 22. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 14 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados Anexo A (normativo) Dados do ensaio de referência Tabela A.1 — Valores de referência para ensaios de ignição com uma mistura de propano diluído em ar com a mistura na temperatura de 40 °C Diâmetro do núcleo da fibra μm Potência de ignição mínima a 1 064 nm (absorção de 83 %, com diluição de 5 % de propano em volume) mW Potência de ignição mínima a 805 nm (absorção de 93 %, com diluição de 4 % de propano em volume) mW 62,5 (revestimento de 125 μm) 250 400 842 690 600 1 200 1 500 3 600 NOTA O material absorvente da radiação foi depositado na extremidade de uma fibra óptica e continuamente irradiado. NOTA Outros dados para ensaios de referência (tal como para diâmetro do núcleo de 8 μm e comprimento de onda de 1 550 nm) ainda não são disponíveis atualmente. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  23. 23. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 15 Anexo B (informativo) Mecanismos de ignição 4) Os riscos potenciais associados com a óptica no espectro eletromagnético visível e infravermelho dependem de  comprimento de onda do laser (propriedades de absorção);  material absorvente (inerte, reativo);  material inflamável;  pressão;  área irradiada;  tempo de irradiação. Existe um número imenso de combinações destes fatores que influenciarão no risco da utilização de óptica em atmosferas explosivas e no mínimo no mecanismo de ignição. As piores condições surgem nos casos em que um elemento absorvente encontra-se presente. Quando as dimensões da radiação e/ou do elemento absorvente caem abaixo da distância de extinção do gás explosivo, a ignição pode ser verificada como uma ignição pontual. Entretanto, a radiação a partir da extremidade de um cabo de fibra óptica diverge rapidadmente e a área irradiada pode alcançar dimensões da ordem de centímetros quadrados. As condições para a ignição podem ser caracterizadas em termos dos parâmetros fundamentais de energia, área e tempo. Área tende a Tempo tende a Critério de ignição (1) zero infinito potência mínima (2) infinito infinito irradiância mínima (3) zero zero energia mínima (4) infinito zero exposição radiante Tempo infinito significa radiação de onda contínua. Os resultados da pesquisa para pequenas e grandes áreas são apresentados na Tabela B.1, Figura B.1 e Figura B.2. Em ambos as situações, a ignição ocorre através de uma ignição por superfície aquecida quando o feixe óptico atinge o absorvente. Quanto menor for a superfície, maior é a irradiância de ignição. Isto significa que uma superfície menor necessita ser aquecida a temperaturas mais elevadas para causar a ignição. Nenhuma ignição foi observada para potências ópticas abaixo de 50 mW para todas as misturas gás/vapor (excluindo dissulfeto de carbono). Isto garante a adoção do valor de 35 mW para a potência máxima permissível, incluindo um fator de segurança, que também necessita considerar a absorção não ideal do corpo cinza do material absorvente inerte. Experimentos com absorventes reativos (carvão, negro de fumo e “toner”) mostraram que, embora possuindo elevados valores de absorção, se mostraram menos efetivos como fontes de ignição. Os produtos n-alcanos não apresentaram ignição abaixo de 200 mW (150 mW incluindo a margem de segurança). Para áreas irradiadas maiores, um valor permissível de 5 mW/mm 2 é muito mais realista do que um critério de potência restritivo. 4) A informação apresentada neste Anexo foi obtida da referência [17] da Bibliografia. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  24. 24. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 16 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados Em uma pequena área e regime de curto tempo, um pulso de laser pode gerar uma fonte de ignição similar a uma centelha elétrica, ruptura do dielétrico, no ar. É conhecido da literatura [26] que tais centelhas com uma energia próxima da energia mínima de ignição (MIE – Minimum Ignition Energy) são capazes de causar a ignição de uma mistura explosiva sob condições otimizadas (pulsos com duração de μs e ns). A efetividade deste processo de ignição depende do  comprimento do pulso e taxa de repetição;  comprimento de onda;  alvo (material absorvente);  irradiância e exposição à radiação. Foi observado que pulsos com duração de microssegundos e de nanossegundos com energias próximas à da mínima energia de ignição (MIE) podem causar a ignição de misturas explosivas, conforme mostrado na Tabela B.2. Neste caso o alvo combustível constituído de negro-de-fumo é o absorvente mais efetivo. As propriedades do negro-de-fumo (elevada absorção, elevada temperatura de decomposição, estrutura rica em elétrons e combustibilidade) causam mais facilmente a ignição em comparação com o material inerte, escolhido nos experimentos com ondas contínuas. Para pulsos com duração na faixa de milissegundos sem um processo de ignição, mas com aquecimento do objeto, as energias de ignição são mais do que uma ordem de magnitude (10 vezes) mais elevada do que as MIE elétricas. Neste caso, o corpo cinza inerte é o absorvente ideal. Pulsos com duração superiores a 1 s necessitam ser tratados como radiação de onda contínua. Para trens de pulsos, o critério de ignição para cada pulso individual é o critério da energia apresentado acima, quando o pulso tem duração menor que 1 s. Com taxas de repetição elevadas, os pulsos anteriores possuem uma influência sobre o comportamento da área irradiada com o pulso atual. Para taxas de repetição acima de 100 Hz, a potência média necessita ser restrita para o limite da onda contínua. Esta limitação força a taxa de repetição máxima para uma energia de pulso definida. Quanto mais curto for o pulso, mais elevado é o pico de potência permissível, porém mais longo é o ciclo de serviço. Isto possibilita um tempo para o resfriamento do objeto ou diminuição da centelha ou de fagulhas liberadas pelo material aquecido. Experimentos mostraram [20] que para pulsos com duração de nanossegundos na faixa da MIE (até 400 μJ), um tempo de vida da centelha de mais que 100 μs não é prevista para um feixe óptico com diâmetro de 90 μm. Para pulsos longos com duração > 1 s, o pico de potência necessita ser restrito para o limite correspondente de ondas contínuas. A combinação remanescente dos parâmetros fundamentais, tais como tempos curtos sobre uma área infinita, pode ser avaliada por resultados para os outros regimes. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  25. 25. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 17 Tabela B.1 – AIT (auto ignition temperature), MESG (maximum experimental safe gap) e potências de ignição medidas dos combustíveis escolhidos para materiais absorventes inertes como o material alvo (D1 064 nm = 83 %, D805 nm = 93) Grupo de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0 Combustível Entre parênteses: Temperatura aumentada da mistura AIT °C MESG mm Conc. comb.a na potência mínima de ignição (PTB)* (1064 nm) % vol. Potência mínima de ignição fibra 62,5 μm (PTB) (1064 nm) mW Potência mínima de ignição fibra 400 μm (PTB) (1064 nm) mW Conc. comb. na potência mínima. de ignição (HSL)* (803 nm) % vol. Potência mínima de ignição fibra 400 μm (HSL) (803 nm) mW Potência mínima de ignição fibra 600 μm (HSL) (803 nm) mW Potência mínima de ignição fibra 1500 μm (HSL) (803 nm) mW IIA Metano 595 1,14 5,0 304 1125 6,0 960 1 650 5 000 Acetona 535 1,04 - - - 8 830 - - 2-propanol 425 0,99 4,5 273 660 - - - - N-pentano 260 0,93 3,0 315 847 3,0 720 1 100 3 590 Butano 410 (365) (0,98) - - - 4,6 680 - - Propano 470 0,92 5,0 250 842 4,0 690 1 200 3 600 Gasolina sem chumbo 300 (350) > 0,9 - - - 4,3 720 3 650 N-heptano (110 °C) 220 0,91 3,0 - 502 - - - - Metano/ hidrogênio 595 0,90 6,0 259 848 - - - - IIB Dietil éter/ n-heptano (110 °C) 200 0,90 4,0 - 658 - - - - Tetra- hidrofurano 230 0,87 6,0 267 - - - - - Dietil éter 175 0,87 12,0 89 127 23,0 110 180 380 Propanol (110 °C) 190 0,84 2,0 - 617 - - - - Dimetil éter 240 0,84 8 280 - - - - - Eteno 425 0,65 7,0 202 494 7,5 530 - 2 007 Metano/ hidrogênio 565 0,50 7,0 163 401 - - - - IIC Dissulfeto de carbono 95 0,37 1,5 50/24** 149 - - - - Etino 305 0,37 25,0 110 167 - - - - Hidrogênio 560 0,29 10,0 140 331 8,0 340 500 1 620 NOTA Os dados de AIT e de MESG foram obtidos da referência [25] da Bibliografia a Conc comb: Concentração de combustível * HSL = Health and Safety Laboratory of the Health and Safety Executive (UK) * PTB = Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Germany) ** 24 mW foi obtida para um alvo combustível (carvão) Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  26. 26. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 18 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 20 40 60 80 100 200 400 600 800 1 000 2 000 hidrogênio etino dissulfeto de carbono Adler CS2 [7] metano n-pentano álcool iso-propílico propano dietil éter eteno THFdimetil éter PotênciamínimadeigniçãomW 10 –4 Ignição Não-ignição35 mW Área irradiada mm 2 10 –3 10 –2 10 –1 10 0 10 1 5 mW/mm 2 10 2 NOTA 1 Dados obtidos das referências [17] [23] da Bibliografia. NOTA 2 Os valores são apresentados para cada combustível em sua mistura mais propícia para sua ignição. Figura B.1 — Potência de ignição radiante mínima com alvo absorvente inerte (D1 064 nm = 83 %, D805 nm = 93 %) e radiação de onda contínua de 1 064 nm Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  27. 27. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 19 10 –5 200 400 600 800 1 000 2 000 4 000 6 000 metano HSL PTB Dubaniewicz [8] propano HSL PTB n-butano HSL n-pentano HSL PTB PotênciamínimadeigniçãomW Área irradiada mm 2 10 –4 10 –3 10 –2 10 –1 10 0 Figura B.2 — Potência de ignição radiante mínima com alvo absorvente inerte (D1 064 nm = 83 %, D805 nm = 9 3 %) e radiação de onda contínua (PTB: 1 064 nm, HSL: 805 nm, [24]: 803 nm) para alguns n-alcanos Tabela B.2 — Comparação das medidas de energia mínima de ignição do pulso óptico (Qe,p i,min ) com feixe óptico de 90 μm de diâmetro com temperaturas de auto-ignição (AIT) e energia mínima de ignição (MIE) da literatura [25] a concentrações em porcentagem por volume (M) Combustível Qe,p i,min μJ M % AIT °C MIE μJ MMIE % Qe,p i,min / MIE Pulso cravado em 70 μs N-Pentano 669 3 260 280 3,3 2,4 > 55 000 6,4 Propano 784 5,5 470 240 5,2 3,3 Dietil éter 661 3,4 175 190 5,2 3,5 1 285 5,2 6,8 Eteno 218 5,5 425 82 6,5 2,7 Hidrogênio 88 21 560 17 28 5,2 Dissulfeto de carbono 79 6,5 95 9 8,5 9,3 Pulsos de nanosegundos (20 ns a 200 ns) Propano 499 4,0 470 240 5,2 2,1 Eteno 179 5,5 425 82 6,5 2,2 Hidrogênio 44 12 560 17 28 2,6 46 21 2,7 NOTA O material do alvo foi o negro de fumo. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  28. 28. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 20 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados Anexo C (normativo) Avaliação de risco de ignição Uma atmosfera combustível explosiva no ar pode sofrer uma ignição por radiação óptica desde que a intensidade do feixe óptico exceda um nível inerentemente seguro e que exista um elemento sólido absorvente na trajetória do feixe óptico que possa ocasionar um ponto quente e uma consequente fonte de ignição, ou as condições para a ignição sejam aplicáveis (limite de irradiância excedido). Ver figura C.1. Fonte de radiação presente Elemento absorvente presente Atmosfera explosiva presente e ou Fibra quebradaSuperfície Partícula Feixe óptico aberto Zona 0 Zona 1 Zona 2 Explosão ou ou Figura C.1 — Avaliação do risco de ignição Se estas condições forem aplicáveis, os tipos de proteção b) e c) apresentados em 5.1 devem ser utilizados. Quando estas condições não são aplicáveis, um risco de ignição pode não existir. No entanto, uma avaliação adicional considerando todas as condições necessárias para a ignição  para o caso ou equipamento específico,  e considerando os requisitos para os diferentes EPLs de acordo com 4.2 deve ser realizada, resultando em medidas de adequação correspondentes. NOTA 1 Embora não seja coberto por esta Norma, recomenda-se que todos os meios possíveis para causar a ignição de uma mistura explosiva por radiação óptica (ver a Introdução e este Anexo C) sejam verificados antes de excluir esta fonte de ignição. É importante entender que, mesmo no caso de radiação aberta que exceda os limites inerentemente seguros, não conduz a uma ignição imediata, uma vez que condições adicionais (diferentemente da ignição por centelha elétrica) são necessárias para iniciar o processo de ignição. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  29. 29. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 21 NOTA 2 Como um exemplo, um sistema de análise de gás, onde na trajetória do feixe óptico não exista um corpo absorvente que possa ser aquecido de forma a se tornar uma fonte de ignição, pode não gerar um risco de ignição com relação à radiação óptica. Neste caso específico, há absorção da energia óptica pela própria mistura explosiva, porém pode ser facilmente demonstrado que, na maioria das vezes, não existe aquecimento da mistura para um nível em que esta possa entrar em ignição. Esta avaliação é também aplicável para o uso dos próprios conceitos de proteção. Quando um invólucro para o feixe óptico é utilizado de forma a não permitir a entrada de materiais sólidos em seu interior (embora este possa permitir a entrada da atmosfera explosiva), uma fonte de ignição é incapaz de ocorrer no interior deste invólucro, desde que não exista nenhum outro alvo em seu interior. Se uma quebra de fibra óptica for admitida, quando o conceito de intertravamento com a detecção de quebra é utilizado, pode ser segura, mesmo que se utilize os tempos de desligamentos permitidos para proteção visual (ver IEC 60825-2:2000), desde que seja improvável que o feixe óptico atinja um alvo com uma intensidade capaz de causar uma ignição. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  30. 30. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 22 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados Anexo D (informativo) Projeto típico de cabo de fibra óptica Componente sólido para resistência Revestimento secundário ou capa ou “buffer” Fita para barreira contra umidade de alumínio e plástico t i t b i Capa interna Blindagem de aço Capa externa Fibra óptica Figura D.1 — Exemplo de projeto de cabo óptico multifibra para aplicações em serviços pesados Fibra óptica Componente com fio sintético com elevada tensão para tração Capa externaRevestimento secundário ou capa ou “buffer” Monomodo Multimodo Núcleo Revestimento Revestimento primário Figura D.2 — Projeto típico de cabo singelo de fibra óptica Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  31. 31. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 23 Anexo E (informativo) Introdução de um método alternativo de avaliação de risco incluindo níveis de proteção de equipamentos (EPL) para equipamentos “Ex” E.0 Introdução Este Anexo fornece uma explanação do conceito do método de avaliação de risco incluindo os níveis de proteção de equipamento (EPL – Equipment Protection Levels). Estes EPL são introduzidos para permitir uma abordagem alternativa dos atuais métodos de seleção de equipamentos Ex. E.1 Base histórica Historicamente, tem sido reconhecido que nem todos os tipos de proteção fornecem o mesmo nível de proteção contra a possibilidade da ocorrência de uma condição de ignição. A Norma de instalação ABNT NBR IEC 60079-14 [8] estabelece tipos específicos de proteção para zonas específicas sobre bases estatísticas que, quanto mais provável ou freqüente a ocorrência de uma atmosfera explosiva, maior o nível de segurança requerida contra a possibilidade de uma fonte de ignição estar ativa. As áreas classificadas (com a exceção normal de minas de carvão) são dividas em zonas, de acordo com o grau de risco. O grau de risco é definido de acordo com a probabilidade de ocorrência de atmosferas explosivas. Geralmente não são levadas em consideração as conseqüências potenciais de uma explosão, nem de outros fatores como a toxicidade dos materiais. Uma verdadeira avaliação de risco deve considerar todos estes fatores. A aceitação de equipamentos em cada tipo de zona é historicamente baseada nos tipos de proteção. Em alguns casos, o tipo de proteção pode ser dividido em diferentes níveis de proteção que, novamente, historicamente, são correlacionados a zonas. Por exemplo, segurança intrínseca é dividida em níveis de proteção “ia” e “ib”. A Norma de encapsulamento ‘m’ inclui dois níveis de proteção “ma” e “mb”. Até então, a norma de seleção de equipamentos tem fornecido uma sólida ligação entre o tipo de proteção do equipamento e a zona na qual o equipamento pode ser utilizado. Como mencionado acima, em nenhuma parte do sistema da ABNT NBR IEC de proteção contra explosão existem quaisquer considerações das conseqüências potenciais de uma explosão, caso esta ocorra. Entretanto, operadores de plantas de processo freqüentemente tomam decisões intuitivas na extensão (ou restrição) de suas zonas, de forma a compensar esta omissão. Um exemplo típico é a instalação de um equipamento de navegação do “Tipo Zona 1” em áreas do tipo Zona 2, em plataformas de produção offshore, de forma que o equipamento de navegação possa permanecer funcional mesmo na presença de uma liberação prolongada, totalmente imprevista, de gás. Por outro lado, é razoável para o proprietário de uma remota, bem segura e pequena estação de bombeamento, acionar a bomba com um motor do “Tipo zona 2”, mesmo em zona 1, se a quantidade total de gás disponível para a explosão for pequena e o risco para a vida e para a propriedade decorrente de tal explosão puder ser desconsiderado. A situação tornou-se mais complexa com a introdução da primeira edição da ABNT NBR IEC 60079-26, a qual introduziu requisitos adicionais para equipamentos destinados a serem utilizados em zona 0. Antes disto, Ex ia era considerada a única técnica aceitável em zona 0. Tem sido reconhecido que são benéficas a identificação e a marcação de todos os produtos de acordo com seu risco inerente de ignição. Esta abordagem pode tornar a seleção de equipamentos mais simplificada e possibilitar a habilidade para uma melhor aplicação de uma abordagem de avaliação de risco, quando apropriado. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  32. 32. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 24 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados E.2 Geral A abordagem de avaliação do risco para a aceitação de equipamentos Ex tem sido introduzida como um método alternativo para a atual abordagem prescritiva, relativamente inflexível, relacionando equipamentos a zonas. Para facilitar isto, um sistema de níveis de proteção de equipamentos tem sido introduzido para claramente indicar o risco de ignição inerente ao equipamento, independentemente do tipo de proteção que for utilizado. O sistema de designação destes níveis de proteção de equipamentos é o que segue. E.2.1 Minas de carvão sujeitas a grisu (Grupo I) E.2.1.1 EPL Ma Equipamentos para a instalação em uma mina de carvão sujeita a grisu, possuindo um nível de proteção “muito alto”, que possua segurança suficiente de forma que seja improvável tornar-se uma fonte de ignição, mesmo quando deixado energizado na presença de um vazamento de gás. NOTA Tipicamente, circuitos de comunicação e equipamentos de detecção de gás são construídos para atender aos requisitos Ma, como, por exemplo, circuitos de telefonia Ex ia. E.2.1.2 EPL Mb Equipamentos para a instalação em mina de carvão sujeita a grisu, possuindo um nível de proteção “alto”, que possuam segurança suficiente de forma que seja improvável tornar-se uma fonte de ignição no período de tempo entre haver um vazamento de gás e o equipamento ser desenergizado. NOTA Tipicamente, os equipamentos para o Grupo I são construídos para atender aos requisitos Mb, por exemplo, motores e conjuntos de manobra Ex “d”. E.2.2 Gases (Grupo II) E.2.2.1 EPL Ga Equipamentos para atmosferas explosivas de gás, possuindo um nível de proteção “muito alto”, os quais não sejam uma fonte de ignição em operação normal, falhas esperadas ou quando sujeito a falhas raras. E.2.2.2 EPL Gb Equipamentos para atmosferas explosivas de gás, possuindo um nível de proteção “alto”, que não sejam uma fonte de ignição em operação normal ou quando sujeitos a falhas que podem ser esperadas, embora não necessariamente em bases regulares. NOTA A maioria dos conceitos de proteção normalizada traz os equipamentos para dentro deste nível de proteção de equipamento. E.2.2.3 EPL Gc Equipamentos para atmosferas explosivas de gás, possuindo um nível de proteção “elevado”, que não sejam uma fonte de ignição em operação normal e que possuam alguma proteção adicional para assegurar que estes permaneçam inativos como uma fonte de ignição, no caso de ocorrências normais esperadas (por exemplo, falha de uma lâmpada). NOTA Tipicamente, estes equipamentos são do tipo Ex ‘n”. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  33. 33. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 25 E.2.3 Poeiras (Grupo III) E.2.3.1 EPL Da Equipamentos para atmosferas de poeiras combustíveis, possuindo um nível de proteção “muito alto”, que não sejam uma fonte de ignição em operação normal ou quando sujeitos a falhas raras. E.2.3.2 EPL Db Equipamentos para atmosferas de poeiras combustíveis, possuindo um nível de proteção “alto”, que não sejam uma fonte de ignição em operação normal ou quando sujeitos a falhas que podem ser esperadas, embora não necessariamente em bases regulares. E.2.3.3 EPL Dc Equipamentos para atmosferas de poeiras combustíveis, possuindo um nível de proteção “elevado”, que não sejam uma fonte de ignição em operação normal e que possuam alguma proteção adicional para assegurar que estes permanecem inativos como uma fonte de ignição no caso de ocorrências regulares esperadas. Para a maioria das situações, com conseqüências potenciais típicas a partir de uma explosão resultante, é previsto que o seguinte possa ser aplicado para utilização de equipamentos “Ex” em zonas (isto não é diretamente aplicável para minas de carvão, uma vez que o conceito de zonas não é geralmente aplicado). Ver Tabela E.1. Tabela E.1 — Relação tradicional de EPL e zonas (sem avaliação adicional de risco) Nível de proteção de equipamento (EPL) Zona Ga 0 Gb 1 Gc 2 Da 20 Db 21 Dc 22 Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  34. 34. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 26 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados E.3 Proteção proporcionada contra o risco de ignição Os vários níveis de proteção de equipamentos devem ser capazes de funcionar em conformidade com os parâmetros operacionais estabelecidos pelo fabricante para aquele nível de proteção. Ver Tabela E.2. Tabela E.2 — Descrição da proteção proporcionada contra o risco de ignição Nível de proteção do equipamentoProteção proporcionada Grupo Desempenho da proteção Condições de operação Ma Muito Alta Grupo I Dois meios de proteção ou segurança independentes, mesmo quando duas falhas ocorrem, independentemente uma da outra Equipamento permanece funcionando quando a atmosfera explosiva está presente Ga Muito Alta Grupo II Dois meios de proteção ou segurança independentes, mesmo quando duas falhas ocorrem, independentemente uma da outra Equipamento permanece funcionando em zonas 0, 1 e 2 Da Muito Alta Grupo III Dois meios de proteção ou segurança independentes, mesmo quando duas falhas ocorrem, independentemente uma da outra Equipamento permanece funcionando em zonas 20, 21 e 22 Mb Alta Grupo I Adequado para operação normal e severas condições operacionais Equipamento é desenergizado quando atmosfera explosiva estiver presente Gb Alta Grupo II Adequado para operação normal e com distúrbios de ocorrência freqüente ou equipamento onde falhas são normalmente levadas em consideração Equipamento permanece funcionando em zonas 1 e 2 Db Alta Grupo III Adequado para operação normal e com distúrbios de ocorrência freqüente ou equipamento onde falhas são normalmente levadas em consideração Equipamento permanece funcionando em zonas 21 e 22 Gc Elevada Grupo II Adequado para operação normal Equipamento permanece funcionando em zona 2 Dc Elevada Grupo III Adequado para operação normal Equipamento permanece funcionando em zona 22 Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  35. 35. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 27 E.4 Implantação A 4ª edição da IEC 60079-14 (incluindo os requisitos anteriores da IEC 61241-14) introduziu o conceito dos EPL de forma a permitir um sistema de “avaliação de risco” como um método alternativo para a seleção de equipamentos (ver Tabela E.2). Referências também serão incluídas nas Normas de classificação ABNT NBR IEC 60079-10-1 e ABNT NBR IEC 61241-10 [14]. A marcação adicional e a correlação dos tipos de proteção existentes estão sendo introduzidas nas revisões das seguintes Normas IEC e ABNT NBR IEC [3-7], [9-11]:  ABNT NBR IEC 60079-0 (incluindo os requisitos anteriores da ABNT NBR IEC 61241-0 [12])  ABNT NBR IEC 60079-1  ABNT NBR IEC 60079-2 (incluindo os requisitos anteriores da IEC 61241-4 [13])  ABNT NBR IEC 60079-5  ABNT NBR IEC 60079-6  ABNT NBR IEC 60079-7  ABNT NBR IEC 60079-11 (incluindo os requisitos anteriores da IEC 61241-11 [15])  ABNT NBR IEC 60079-15  ABNT NBR IEC 60079-18 (incluindo os requisitos anteriores da IEC 61241-18 [16])  ABNT NBR IEC 60079-26  ABNT NBR IEC 60079-28 Para os tipos de proteção para atmosferas explosivas de gás, os EPL requerem marcação adicional. Para atmosferas explosivas de poeiras, o sistema atual de marcação das zonas sobre o equipamento está sendo substituído pela marcação dos EPL. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  36. 36. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 28 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados Bibliografia [1] IEC 60050-426:1990, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 426: Electrical apparatus for explosive atmospheres [2] IEC 60050-731:1991, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 731: Optical fibre communication [3] ABNT NBR IEC 60079-1, Atmosferas explosivas – Parte 1: Proteção de equipamento por invólucro à prova de explosão “d” [4] ABNT NBR IEC 60079-2, Atmosferas explosivas – Parte 2: Proteção de equipamento por invólucro pressurizado “p” [5] ABNT NBR IEC 60079-5, Equipamentos elétricos por atmosferas explosivas de gás – Parte 5: Imersão em areia “q” [6] ABNT NBR IEC 60079-6, Atmosferas explosivas – Parte 6: Proteção de equipamento por imersão em óleo “o” [7] ABNT NBR IEC 60079-7, Atmosferas explosivas – Parte 7: Proteção de equipamento por segurança aumentada “e” [8] ABNT NBR IEC 60079-14, Atmosferas explosivas – Parte 14: Projeto, seleção e montagem de instalações elétricas em atmosferas explosivas [9] ABNT NBR IEC 60079-15, Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas de gás – Parte 15: Construção, ensaio e marcação de equipamentos elétricos com tipo de proteção “n” [10] ABNT NBR IEC 60079-18, Atmosferas explosivas – Parte 18: Equipamento elétrico – Requisitos para encapsulamento “m” [11] ABNT NBR IEC 60079-26:2008, Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas de gás – Parte 26: Equipamento com nível de proteção de equipamento (EPL) Ga [12] ABNT NBR IEC 61241-0, Equipamentos elétricos para utilização em presença de poeira combustível – Parte 0: Requisitos gerais [13] ABNT NBR IEC 61241-4, Equipamentos elétricos para utilização em presença de poeira combustível – Parte 4: Tipo de proteção "pD" [14] ABNT NBR IEC 61241-10, Equipamentos elétricos para uso na presença de poeiras combustíveis – Parte 10: Classificação de áreas onde poeiras combustíveis estão ou podem estar presentes [15] IEC 61241-11, Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust – Part 11: Protection by intrinsic safety 'iD' [16] IEC 61241-18, Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust – Part 18: Protection by encapsulation 'mD' Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS
  37. 37. ABNT NBR IEC 60079-28:2010 © IEC 2006 - © ABNT 2010 - Todos os direitos reservados 29 [17] CARLETON, F.B., BOTHE, H., PROUST, C., and HAWKSWORTH, S., Prenormative Research on the Use of Optics in Potentially Explosive Atmospheres, European Commission Report EUR 19617 EN, 2000 [18] McGEEHIN, P., Optical Techniques in Industrial Measurements: Safety in Hazardous Environments, European Commission Report EC 16011 EN, 1995 [19] WELZEL, M.M., Entzündung von explosionsfähigen Dampf/Luft- und Gas/Luft- Gemischen durch kontinuierliche optische Strahlung, PTB-Report W-67, ISBN 3-89429-812-X , 1996 [20] SCHENK, S., Entzündung explosionsfähiger Atmosphäre durch gepulste optische Strahlung, PTB-Report Th-Ex 17, ISBN 3-89701-667-2, 2001 [21] WELZEL, M.M., SCHENK, S., HAU, M., CAMMENGA, H.K., and BOTHE, H., J. Hazard. Mater. A72:1 (2000) [22] SCHENK, S., BOTHE, H., and CAMMENGA, H.K., in BRADLEY, D., Proc. Third International Seminar on Fire and Explosions Hazards 2000, 2001, p. 495 [23] ADLER, J., CARLETON, F.B. and WEINBERG, F.J., Proc. R. Soc. Lond. A (1993) 440, 443-460 [24] DUBANIEWICZ, T.H., CASHDOLLAR, K.L., GREEN, G.M. and CHAIKEN, R.F., J. Loss Prevent. Proc. 13: 349-359 (2000) [25] DECHEMA, PTB, BAM: ChemSafe: Sicherheitstechnische Datenbank, Karlsruhe. STN Datenbank, 1995 [26] SYAGE, J.A., FOURNIER, E.W., RIANDA, R. and COHEN, R.B., J. Appl. Phys. 64:1499 [27] WILDAY, A.J., WRAY, A.M., EICKHOFF, F., UNRUH, M., HALAMA, S., FAE, E., CONDE LAZARO, E., REINA PERBAL, P [28] Determination of Safety Categories of Electrical Devices Used in Potentially Explosive Atmospheres (SAFEC) Contract SMT4-CT98-2255, http://www.prosicht.com/EC-Projects/SAFEC/finalrp4.pdf (Safetynet, Prosicht, Germany, 2000). [29] ANSI/ISA-TR12.21.01-2004, Use of Fiber Optic Systems in Class I Hazardous (Classified) Locations. ISA, Research Triangle Park, North Carolina, USA, 2004. Exemplarparausoexclusivo-PETROLEOBRASILEIRO-33.000.167/0036-31 Impresso por: PETROBRAS

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