Este documento descreve as normas de segurança aplicáveis a caldeiras e vasos de pressão no Brasil de acordo com a NR 13. Ele define esses equipamentos, especifica os requisitos para inspeções periódicas e documentação, e estabelece as responsabilidades dos profissionais envolvidos como o técnico de segurança e o profissional habilitado.

1. NR 13
CALDEIRAS E VASOS
DE PRESSÃO

3. O uso do calor acompanha a evolução do ser
humano desde os primeiros registros, ainda na
pré história.
• Calor de aquecimento: de 0 a 200º C.
Higiene pessoal.
Cozimento de alimentos.
Processos industriais.
• Calor de acionamento: acima de 200º C.
Movimentação.
Fusão.

5. NORMAS APLICÁVEIS.
• NR 13 – Caldeiras e vasos de pressão.
• NBR 12177 – 1 – 1999. Caldeiras estacionárias à vapor.
Parte 1:
caldeiras flamotubulares.
• NBR 12177 – 2 – 1999. Caldeiras estacionárias à vapor.
Parte 2:
caldeiras aquatubulares.
• NBR 13203. inspeção de segurança em caldeiras
estacionárias
elétricas.
• NBR 15417 – Vasos de pressão - inspeção de segurança em
serviço.
• ASME (American Society of Mechanical Engineers) diversas.
• Normas e procedimentos diversos (Ex. Petrobrás).

6. 13.1. Caldeiras a vapor – disposições gerais.
13.1.1. Caldeiras a vapor são equipamentos
destinados a produzir e acumular vapor sob pressão
superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de
energia, excetuando-se os refervedores e
equipamentos similares utilizados em unidades de
processo.

7. EXEMPLO CLÁSSICO DE CALDEIRA

8. 13.6. Vasos de pressão – disposições gerais.
13.6.1. Vasos de pressão são equipamentos que contêm fluidos sob
pressão interna ou externa.
ANEXO III
1. Esta NR deve ser aplicada aos seguintes equipamentos:
a) Qualquer vaso cujo produto “P.V” seja superior a oito, onde “P” é a
máxima pressão de operação em kPa, e “V”, o seu volume geométrico
interno em m3 incluindo:
– permutadores de calor, evaporadores e similares;
– vasos de pressão ou partes sujeitas a chama direta que não estejam
dentro do escopo de outras NRs, nem do item 13.1. desta NR;
– vasos de pressão encamisados, incluindo refervedores e reatores;
– autoclaves e caldeiras de fluido térmico que não o vaporizem.
– vasos de pressão encamisados, incluindo refervedores e reatores;
– autoclaves e caldeiras de fluido térmico que não o vaporizem.
b) Vasos que contenham fluido da classe “A”, especificados no Anexo IV,
independentemente das dimensões e do produto “P.V”.

9. Fluídos CLASSE “A” conforme anexo IV:
– fluidos inflamáveis;
– combustível com temperatura superior ou igual a
200ºC;
– fluidos tóxicos com limite de tolerância igual ou
inferior a 20 ppm;
– hidrogênio;
– acetileno.

10. Prazos máximos de inspeção de vasos de pressão (13.10.3 e anexo IV):

11. EXEMPLOS CLÁSSICOS DE VASO DE PRESSÃO

12. DEFINIÇÕES
RESPONSABILIDADES DO TÉCNICO DE SEGURANÇA
PERANTE A NR 13:
• Identificar equipamentos que produzem e acumulam vapor
sob pressão maior que a atmosférica.
• Identificar equipamentos que contêm fluidos sobre pressão
interna ou externa.
• Requisitar os trabalhos de um profissional habilitado para
execução das inspeções e elaboração dos documentos.
• Fiscalizar o trabalho deste profissional, atuar para que suas
orientações sejam seguidas, zelar pela documentação e
cumprimento dos procedimentos de segurança que estes
equipamentos requerem.

13. DEFINIÇÕES
RESPONSABILIDADES DO TÉCNICO DE SEGURANÇA
PERANTE A NR 13:
• Identificar riscos à vida.
• Identificar riscos ao meio ambiente.
• Identificar riscos ao patrimônio.
• Propor soluções.

14. DEFINIÇÕES
PROFISSIONAL HABILITADO
13.1.2. Para efeito desta NR, considera-se Profissional
Habilitado (PH) aquele que tem competência legal para o
exercício da profissão de engenheiro nas atividades referentes
a projeto de construção, acompanhamento de operação e
manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras
e vasos de pressão, em conformidade com a regulamentação
profissional vigente no País.

15. DEFINIÇÕES
PROFISSIONAL HABILITADO
Resolução nº 218, de 29/07/1973, do CONFEA;
Decisão Normativa nº 29/88 e nº 45/92 do CONFEA:
Estabelecem como habilitados os profissionais da área de
Engenharia Mecânica e de Engenharia Naval bem como os
engenheiros civis com atribuições do art. 28 do Decreto Federal nº
23.569/33 que tenham cursado as disciplinas de “Termodinâmica e
suas Aplicações” e “Transferência de Calor” ou equivalentes com
denominações distintas, independentemente do número de anos
transcorridos desde sua formatura.

16. DEFINIÇÕES
PROFISSIONAL HABILITADO
O registro nos conselhos regionais de profissionais é a única
comprovação necessária a ser exigida do PH.
Laudos, relatórios e pareceres somente terão valor legal quando
assinados por PH.
Empresas prestadoras de serviço que se propõem a executar as
atividades prescritas neste sub item são obrigadas a se registrar no
respectivo conselho regional, indicando responsável técnico
legalmente habilitado.

17. O PH pode ser consultor autônomo, empregado de empresa
prestadora de serviço ou empregado da própria empresa
proprietária do equipamento.
A NR-13, prevê que o PH atue como a referência técnica para
o proprietário da caldeira, uma vez que este carece de
conhecimentos técnicos necessários para as tomadas de
decisão necessárias à segurança.
O PH tomará essas decisões, responsabilizando-se por elas.
O PH pode delegar a execução de uma determinada atividade para
um preposto, técnico especializado. Entretanto, a responsabilidade e
a assinatura pelos serviços especializados será sempre do PH.

18. CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO
Esta NR não inclui regras para projeto e pressupõe que os
equipamentos são construídos de acordo com normas e
códigos de reconhecimento internacional.
13.5 - Inspeção de segurança de caldeiras.
13.5.1 - As caldeiras devem ser submetidas a inspeções de
segurança inicial, periódica e extraordinária, sendo
considerado condição de risco grave e iminente o não -
atendimento aos prazos estabelecidos nesta NR.

19. 13.5.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em
caldeiras novas, antes da entrada em funcionamento, no local
de operação, devendo compreender exames interno e externo,
teste hidrostático e de acumulação.
13.5.3 A inspeção de segurança periódica, constituída por
exames interno e externo, deve ser executada nos seguintes
prazos máximos:
a) 12 (doze) meses para caldeiras das categorias A, B e C;
b) 12 (doze) meses para caldeiras de recuperação de álcalis de
qualquer categoria;
c) 24 (vinte e quatro) meses para caldeiras da categoria A,
desde que aos 12 (doze) meses sejam testadas as pressões de
abertura das válvulas de segurança;
d) 40 (quarenta) meses para caldeiras especiais conforme
definido no item 13.5.5.

20. Caldeiras: classificação conforme a NR 13.
a) Caldeiras da categoria “A” são aquelas cuja pressão
de operação é igual ou superior a 1960 kPa (19,98 kgf/cm).
b) Caldeiras categoria “C” são aquelas cuja pressão de
operação é igual ou inferior a 588 kPa (5,99 kgf/cm) e o volume
é igual ou inferior a 100 litros.
c) Caldeiras categoria “B” são todas aquelas que não se
enquadram nas categorias anteriores.

21. CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO

22. CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO

23. 13.5.6 - Ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua
inspeção subseqüente, as caldeiras devem ser submetidas a
rigorosa avaliação de integridade para determinar a sua vida
remanescente e novos prazos máximos para inspeção, caso
ainda estejam em condições de uso.
13.5.7 - As válvulas de segurança instaladas em caldeiras
devem ser inspecionadas periodicamente conforme segue:
a) Pelo menos 1 (uma) vez por mês, mediante acionamento
manual da alavanca, em operação, para caldeiras das
categorias B e C;
b) Desmontando, inspecionando e testando em bancada as
válvulas flangeadas e, no campo, as válvulas soldadas,
recalibrando-as numa freqüência compatível com a
Experiência operacional da mesma, porém respeitando-se
como limite máximo o período de inspeção estabelecido no
subitem 13.5.3 ou 13.5.4, se aplicável para caldeiras de
categorias A e B.

24. 13.5.8 - Adicionalmente aos testes prescritos no subitem 13.5.7, as válvulas
de segurança instaladas em caldeiras deverão ser submetidas a testes de
acumulação, nas seguintes oportunidades:
a) Na inspeção inicial da caldeira;
b) Quando forem modificadas ou tiverem sofrido reformas significativas;
c) Quando houver modificação nos parâmetros operacionais da caldeira
ou variação na PMTA;
d) Quando houver modificação na sua tubulação de admissão ou
descarga.
Definindo a “PMTA” (ou PMTP):
13.1.3. Pressão Máxima de Trabalho Permitida (PMTP), ou Pressão Máxima
de Trabalho Admissível (PMTA), é o maior valor de pressão compatível com
o código de projeto, a resistência dos materiais utilizados, as dimensões do
equipamento e seus parâmetros operacionais.

25. A PMTA é calculada conforme código de projeto da caldeira ou
vaso de
pressão, considerando:
1. Dimensões e geometria (diâmetro, espessura, etc.).
2. Resistência dos materiais (tensão máxima admissível
conforme temperatura).
3. Outros fatores específicos para cada situação.
O valor da PMTA pode alterar-se ao longo da vida da caldeira
ou do vaso de pressão.
A atualização dos valores da PMTA deve apresentar:
1. Roteiro de cálculo da PMTA;
2. Código de projeto aplicável;
3. Indicação de programa computacional, quando for o caso.

26. A alteração no valor da PMTA implica em ajustes nas pressões de abertura
das válvulas de segurança e outros elementos de controle dependentes
deste valor.
13.1.4. Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes
itens:
a) Válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou
inferior à PMTA.
b) Instrumento que indique a pressão do vapor acumulado.
c) Injetor ou outro meio de alimentação de água, independentemente do
sistema principal, em caldeiras a combustível sólido.
d) Sistema de drenagem rápida de água, em caldeiras de recuperação de
álcalis.
e) Sistema de indicação para controle do nível de água ou outro sistema que
evite o superaquecimento por alimentação deficiente.

27. Conforme o código ASME, Seção I, caldeiras com superfície de aquecimento
superior a 47m2 devem possuir duas válvulas de segurança.
Nesse caso, é permitido acréscimo de pressão durante a descarga, com as
duas válvulas abertas de no máximo 6% da PMTA.
13.1.5. Toda caldeira deve ter afixada em seu corpo, em local de fácil
acesso e bem visível, a placa de identificação indelével com, no
mínimo, as seguintes informações:
a) Fabricante.
b) Número de ordem dado pelo fabricante da caldeira.
c) Ano de fabricação.
d) Pressão Máxima de Trabalho Admissível.
e) Pressão de teste hidrostático.
f) Capacidade de produção de vapor.
g) Área da superfície de aquecimento.
h) Código de projeto e ano de edição.

28. 13.1.6. Toda Caldeira deve possuir, no estabelecimento onde estiver
instalada, a seguinte documentação, devidamente atualizada:
a) Prontuário da Caldeira, que contenha as seguintes informações:
• código de projeto e ano de edição;
• especificação dos materiais;
• procedimentos utilizados na fabricação, montagem, inspeção final e
determinação da PMTA;
• conjunto de desenhos e demais dados necessários para o monitoramento
da vida útil da caldeira;
• características funcionais;
• dados dos dispositivos de segurança;
• ano de fabricação;
• categoria da caldeira.
b) Registro de Segurança, em conformidade com o item 13.1.7.
c) Projeto de Instalação, em conformidade com o item 13.2.
d) Projetos de Alteração ou Reparo, em conformidade com os subitens
13.4.2 e 13.4.3.
e) Relatórios de Inspeção, em conformidade com os subitens 13.5.11,
13.5.12 e 13.5.13.

29. 13.1.6.1. Quando inexistente ou extraviado, o Prontuário da
Caldeira deve ser reconstituído pelo proprietário, com
responsabilidade técnica do fabricante ou de PH, citado no
subitem 13.1.2, sendo imprescindível a reconstituição das
características funcionais, dos dados dos dispositivos de
segurança e dos procedimentos para determinação da PMTA.
13.2. Instalação de caldeiras a vapor
13.2.1. O Projeto de Instalação de Caldeiras a Vapor, no que
concerne ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de
PH, conforme citado no subitem 13.1.2, e deve obedecer aos
aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas
NRs, convenções e disposições legais aplicáveis.
13.2.2. As caldeiras de qualquer estabelecimento devem ser
instaladas em Casa de Caldeiras ou em local específico para tal
fim, denominado Área de Caldeiras.

30. 13.3. Segurança na Operação de Caldeiras
13.3.1. Toda caldeira deve possuir Manual de Operação
atualizado, em
língua portuguesa, em local de fácil acesso aos operadores,
contendo no mínimo:
a) Procedimentos de partidas e paradas.
b) Procedimentos e parâmetros operacionais de rotina.
c) Procedimentos para situações de emergência.
d) Procedimentos gerais de segurança, saúde e de
preservação do meio ambiente.
13.3.4. Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob
operação e controle de operador de caldeira, sendo que o não-
atendimento
dessa exigência caracteriza condição de risco grave e
iminente.

31. 13.3.5. Para efeito desta NR, será considerado operador de caldeira aquele
que satisfizer pelo menos uma das seguintes condições:
a) Possuir Certificado de Treinamento de Segurança na Operação de
Caldeiras e comprovação de estágio prático conforme subitem 13.3.9.
b) Possuir certificado de Treinamento de Segurança para operação de
caldeiras previsto na NR-13, aprovada pela Portaria nº 02, de 8 de maio de
1984.
c) Possuir comprovação de, pelo menos, três anos de experiência nessa
atividade, até 8 de maio de 1984.
13.3.9. Todo operador de caldeira deve cumprir um estágio prático na
operação da própria caldeira que irá operar, o qual deverá ser
supervisionado, documentado e ter duração mínima de:
a) Caldeiras Categoria “A”: 80 horas.
b) Caldeiras Categoria “B”: 60 horas.
c) Caldeiras Categoria “C”: 40 horas.

32. 13.3.7. O Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras deve
obrigatoriamente:
a) Ser supervisionado tecnicamente por PH citado no subitem 13.1.2.
b) Ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim.
c) Obedecer, no mínimo, ao currículo proposto no Anexo I-A desta NR.
13.3.11. A reciclagem de operadores deve ser permanente por meio de
constantes informações das condições físicas e operacionais dos
equipamentos, atualização técnica, informações de segurança participação
em cursos, palestras e eventos pertinentes.

33. CONCEITOS FUNDAMENTAIS

41. Uma segunda diferença entre os gases e os líquidos é a propriedade que
têm os primeiros de serem facilmente compressíveis, o mesmo não
ocorrendo com relação aos líquidos. Ao comprimir um gás, este armazena
“energia potencial”.

42. A água e o óleo são pouco compressíveis.

43. Uma terceira diferença muito importante entre líquido
e gás é a miscibilidade. Os líquidos nem sempre são
miscíveis entre si, como no caso do óleo e da água.
Os gases, ao contrário, sempre se misturam
homogeneamente entre si. Um exemplo típico é o ar
atmosférico, constituído de nitrogênio, oxigênio e
outros gases em menor proporção.
Um outro exemplo é o do maçarico oxiacetilênico. O
acetileno e oxigênio, provenientes de suas
respectivas garrafas, se misturam no interior do
maçarico.

44. CONHECENDO AS CALDEIRAS E OS VASOS DE PRESSÃO

45. CALDEIRAS – CONCEITOS

46. Na panela de pressão, não há consumo contínuo de água.
A quantidade de água pré estabelecida é toda aquecida e transformada em
vapor, aumentando a pressão e temperatura no interior da panela, o que acelera a cocção
dos alimentos.
Em função da pressão interna, a temperatura de ebulição da água no interior da panela de
pressão, é da ordem de 110º C.

47. VAPOR COMO ACIONAMENTO

48. VAPOR COMO ACIONAMENTO
A água circula pelo interior de um tubo, que recebe calor
proveniente de uma zona de queima (fornalha).
Este calor, eleva a temperatura da água no interior do tubo, à
temperatura de ebulição, gerando o vapor. O vapor é
encaminhado a um cilindro, movimentando o êmbolo, que por
sua vez, aciona uma biela, que pode fazer gira uma roda, por
exemplo.

50. PRODUÇÃO DE VAPOR SUPERAQUECIDO
O vapor superaquecido é vapor seco, que surge após o vapor saturado passar
por um superaquecedor e atingir a temperatura de 200º C.
A produção de vapor depende da quantidade de água fornecida.

51. COZIMENTO DE ALIMENTOS

52. RECAUCHUTAGEM DE PNEUS

53. PARTES DE UMA CALDEIRA

54. SISTEMAS DE GERAÇÃO DE VAPOR
Aberto: a água utilizada é descarregada na atmosfera
em forma de vapor, são geralmente os sistemas de
acionamento.
Fechado: a água é reaproveitada, através da
condensação do vapor que o transforma em líquido
novamente.

55. EXEMPLO DE SISTEMA FECHADO

56. TIPOS DE CALDEIRA
• Fogotubular.
• Aquatubular.
• Elétrica.
• Fissão nuclear.

57. CALDEIRA FOGOTUBULAR

58. CALDEIRA AQUATUBULAR

59. CALDEIRA DE FISSÃO NUCLEAR

60. CALDEIRA ELÉTRICA

61. Quanto à posição:
• Horizontal.
• Vertical.
Quanto à produção:
• Vapor saturado.
• Vapor superaquecido.
CALDEIRA HORIZONTAL

62. CALDEIRA VERTICAL

63. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO COMBUSTÍVEL
• Biomassa.
• Carvão e combustíveis sólidos.
• Óleo diesel, BPF e outros líquidos.
• Gás natural e GLP.
• Combustíveis nucleares.
• Eletricidade.

64. COMBUSTÍVEL LÍQUIDO / GÁS

65. COMBUSTÍVEL SÓLIDO

66. ELETRICIDADE

67. VÁLVULAS – TIPOS E FUNÇÕES
•Gaveta: usada em líquidos, para bloqueio, ou seja, fechamento total ou
abertura total. Não é adequada para controlar vazão, apresenta grande perda
de carga.

68. Retenção: usada em líquidos, para garantir o o fluxo em um único sentido,
evitando o retorno.

69. •Esfera: usada em líquidos e gases, é indicada para abertura e fechamento
rápidos, não sendo adequada para regulagem de fluxo, também para
líquidos comsólidos em suspensão.

70. •Globo: usada em líquidos e gases, sendo adequada para regulagem de
vazão, é
unidirecional, apresenta grande perda de carga quando aberta e excelente
vedação.

71. •Agulha: como a válvula de globo, usada em líquidos e gases, sendo
adequada para regulagemde vazão, porempara pequenos diâmetros.

72. Válvula de segurança:
Utilizada para gases, abre se totalmente permitindo a queda imediata de pressão no
interior do vaso.
Normalmente, é de mola calibrada, regulada para a pressão de trabalho do vaso.

73. Pressão de operação:
É a pressão de operação do fluido de trabalho, entendendo-se
que ele pode estar em mais de uma condição de pressão e
temperatura, todas consideradas condições de trabalho. Dentre
elas, a que corresponde à maior pressão é utilizada como
referência para definir pressão de abertura da válvula,
designada de pressão de ajuste.
Pressão de ajuste:
É a pressão definida para abertura da válvula, valor maior que a
pressão de operação usual, guardando entre elas diferença de pressão
de 10%.
Na situação em que a válvula de segurança ou de alívio descarrega
para um sistema pressurizado, este impõe uma contrapressão à
válvula, cujo valor deve ser considerado para definição da pressão de
ajuste.

74. Sobrepressão:
Atingida a pressão de ajuste, o tampão desloca-se, iniciando a
abertura da válvula. A pressão, porém, ainda cresce, bem como
a abertura da válvula, até atingir valor que corresponde à
máxima capacidade de escoamento do fluido. A diferença entre
essa pressão e a pressão de ajuste, normalmente expressa em
termos percentuais, é a Sobrepressão, a qual, de conformidade
com o código ASME (American Society Mechanical
Engineering), tem os seguintes valores: