Caldeiras

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CALDEIRAS

Prof. José Luiz Gyurkovits

2004

1

SUMÁRIO

1

Introdução

3

2

Os diversos tipos de caldeiras

5

3

Risco de explosões

15

4

Superaquecimento como causa de explosões

19

5

Choques térmicos

35

6

Defeitos de mandrilagem

36

7

Falhas em juntas soldadas

38

8

Mudança da estrutura metalúrgica

41

9

Corrosão

4310

Explosões causadas por elevação da pressão

50

11

Explosões no lado dos gases

55

12

Riscos de acidentes diversos e riscos à saúde

56

13

Conclusões e medidas de segurança – controle dos riscos

58

14

Bibliografia

63

2

1

INTRODUÇÃO

No século II antes da nossa era, como resultado de uma série de
experiências, Heron, de Alexandria, criou umaparelho, o qual
denominou de Eolípila, que vaporizava água e movimentava uma esfera
em torno de um eixo. Eram os precursores das caldeiras e das turbinas
a vapor que, então, surgiam.
Denis Papin, na França; James Watt, na Escócia; Wilcox, nos Estados
Unidos e muitos outros, entre cientistas, artífices e operários, ocuparamse, ao longo dos tempos, com a evolução dos geradores de vapor.
Semesmo com a tecnologia hoje existente, as caldeiras explodem e
causam fatalidades, é de se imaginar como foi dura essa evolução,
quantos acidentes ocorreram e quantas vitimas se fizeram na época em
que o vapor era o responsável pelo movimento das maquinas na
industria que se expandia mundialmente.
Em 1835, já existiam seis mil teares movidos a vapor. Após a I Guerra
Mundial, acentuou-se essaevolução e, ainda hoje, apresenta dados
surpreendentes. As duas características básicas das caldeiras, pressão
e capacidade de produção de vapor, vêm alcançando valores jamais
esperados pelos técnicos do século passado (Figura 1).
Atualmente, existem caldeiras com capacidade para produzir ate 3 ou 4
ton de vapor por hora e sabe-se que o fator limitante dessa
característica é o tamanho daunidade, que se assemelha cada vez
mais, a uma verdadeira fabrica de vapor. Por outro lado, a limitação das
pressões relaciona-se às propriedades metalúrgicas dos materiais
empregados, permitindo, no entanto, a existência de caldeiras que
operem a pressões acima de 200 atmosferas, ou seja, “pressão critica”,
onde se igualam determinadas características da água nas fases liquida
e de vapor.
Se atecnologia de produção de vapor avançou, há necessariamente
que ocorrer um avanço na técnica de proteção dos homens que
trabalham nessa área. Pretendemos aqui dar uma contribuição para que
esse objetivo seja alcançado e, dar uma contribuição para que esse
3

objetivo seja alcançado e, para tanto, reunimos aqui, as principais
causas de acidentes na operação de caldeiras, cujo conhecimentoconsideramos indispensável àqueles que ministram treinamentos,
orientam, ou supervisionam operadores desses equipamentos.
Ressaltamos, porém, que este trabalho não visa esgotar o assunto, nem
mesmo tratar em profundidade das medidas de controle dos riscos, o
que, a nosso ver, só se pode alcançar com a integração harmoniosa da
pratica e de todos os estudos existentes a nível nacional einternacionais sobre a matéria.

4

2

OS DIVERSOS TIPOS DE CALDEIRAS

Existem diversos tipos de caldeiras, as quais podem ser classificadas
segundo diversos critérios:
a) Quanto à localização relativa água-gases.
Caldeiras Flamotubulares ( ou tubos de fogo). São aquelas em que os
gases quentes da combustão passam por dentro dos tubos, tubos estes
circundados pela água ( figura 2).
Sãofeitas para operar em pressões limitadas, uma vez que o vaso
submetido a pressão é relativamente grande, o que inviabiliza o
emprego de chapas de maiores espessuras.
Existem caldeiras flamotubulares verticais, porém, atualmente as
caldeiras horizontais são mais comuns, podendo ser constituídas de
fornalhas lisas ou corrugadas; 1, 2, 3 passes; traseira seca ou molhada.
(conforme figura 3)....
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