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Resposta: Prezado Henrique, seria interessante detalhar um pouco mais o contexto de processo, material, geometria e temperaturas etc, mas, de maneira geral, os efeitos colaterais mais prementes são a passivação da superfície da peça que no mínimo incorre em aumento do tempo de cementação (sendo este o caso), pode também em função de excesso de enriquecimento levar a ocorrência de cementita em contorno de grão dependendo do material e desestabilização da atmosfera.

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Resposta: Prezado, esta é uma questão recorrente e sempre presente principalmente por envolver qualidade obtida em seu produto final X custos momentâneos do processo.

Um ponto crítico e discutido ao redor do mundo é a questão da oxidação intergranular advindo do processo de cementação gasosa.

Resumidamente, diz-se que sempre a atmosfera sintética (usualmente Metanol + Propano ou Gás Natural) perde neste quesito para a atmosfera de cementação gerada em geradores de gás endotérmicos. Revisando a bibliografia, “papers” publicados e discussões na indústria verifica-se que é ainda hoje um tema polêmico.

A partir daí resolvi fazer meus próprios experimentos. De maneira condensada posso afirmar que sim, há uma tendência de que a oxidação intergranular na sintética (que resulta nos famosos HTTP*) seja superior, porém com uma otimização do processo obtém-se uma variação não superior a 2 mícron na superfície em aços para cementação. O mandatório neste caso vai ser o custo da geração da atmosfera.

Desejando posso enviar maiores detalhes.

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Sempre é necessário e importante ressaltar que as liberações de operação de plantas de tratamentos térmicos seguem regulamentação específica que é aplicada e devidamente fiscalizada pelas instituições e órgãos competentes. As informações aqui apresentadas não têm a pretensão ou objetivo de ser ou sobrepostas ou aplicadas sem o necessário e devido seguimento/cumprimento no que tange à legislação e práticas consolidadas.

O colunista Dan Herring, da revista Industrial Heating nos Estados Unidos, informava já em Abril de 2009 que normalmente quando falamos de riscos na área de tratamento térmico lembramo-nos de imediato sobre riscos referentes a elevadas temperaturas ou manuseio de itens pesados (eu adicionaria incêndios) remetendo à máxima de que o que você não pode ver não pode machucá-lo, o que sabemos e como colocado por ele, com certeza não é aplicado em nossa área. O risco de asfixia está presente quando a proporção de oxigênio no ambiente respirável fica abaixo de 17%, sendo os sinais físicos: tontura, taquicardia, dor de cabeça, dificuldade de respirar, visão turva e náusea.

Uma maneira de sabermos os riscos é conhecer as propriedades perigosas dos gases, a concentração que pode haver na atmosfera respirável sem que haja asfixia, o período de tempo que o ser humano pode ser exposto, além da temperatura ambiente. Este risco pode ser ainda maior quando na atividade do trabalho a ser levado exige-se esforços físicos acentuados. Seguem as substâncias comumente encontradas e que representam os maiores riscos:

– Monóxido de Carbono (CO);
– Amônia;
– Gases e vapores de amônia, propano, metano etc.

O monóxido de carbono não tem cheiro ou cor, além de virtualmente ter a mesma densidade do ar. Ele é um gás tóxico que advém, por exemplo, da atmosfera dos fornos (se não devidamente exauridas/tratadas conforme visto em colunas anteriores) e ainda quando se utilizam processos de combustão na área. Como temos a mesma densidade que o ar que respiramos, devemos ter a área devidamente ventilada e com sistema de exaustão adequado.

Um risco em especial ocorre quando há a necessidade de pessoas entrarem nos fornos para, por exemplo, executar uma verificação e/ou manutenção. Não podemos nos enganar mesmo com o forno frio e aberto por um bom tempo, pois o CO pode estar “infiltrado” nas paredes do forno em função da porosidade presente e ser liberado aos poucos; outras fontes ainda deste problema são os óleos de têmpera que podem armazenar este gás e liberar em quantidade perigosa ou ainda resíduos de gás que permaneceram nas tubulações.

Portanto, há sempre a necessidade de ventilação adequada, pessoal devidamente treinado e habilitado para trabalho em espaços confinados. Durante este trabalho que se efetue a medição da qualidade do ar respirável, verificando os níveis de CO, o que se recomenda também para locais críticos em termos de ventilação próximos aos fornos é a utilização de sensores por toda a área de trabalho. Em última instância e não sendo possível esta medição, devem ser utilizados equipamentos de respiração pertinentes. Os sintomas de envenenamento iniciam-se por uma dor de cabeça indo para tonturas, desorientação, dores musculares, falta de equilíbrio/coordenação de movimentos, náuseas, dificuldade de respirar, convulsões e pode chegar à morte.

No caso da amônia, que da mesma maneira envolve risco, temos um ponto a favor, sua presença é detectada facilmente mesmo em pequenas quantidades por um aparelho contínuo e disponível, o nosso nariz. É um gás corrosivo que ataca as mucosas e os olhos e a principal característica é um forte odor. A partir de 20ppm já indica sua presença, sentido pelo nariz humano e que já serve como um alerta.

Em concentração de 100ppm, causa irritação dos olhos e nariz em alguns minutos; a 700ppm causa uma irritação crítica e forte nos olhos e nariz, mas segundo informações na bibliografia, não são efeitos permanentes se a exposição for menor do que 30 minutos. Se a concentração for de 1700ppm ocorrem casos sérios de tosse contínua, espasmos nos brônquios, edema pulmonar e asfixia; nesses níveis a morte pode ocorrer em até meia hora.

As ações indicadas podem ser tomadas para casos de intoxicação para o CO, amônia bem como no caso de vapores de gases. As ações sempre devidamente empregadas por pessoas habilitadas, por exemplo, pessoas da brigada de emergência e/ou treinadas para esta atividade e vão desde o deslocamento da pessoa para um local de circulação com ar fresco, a chamada emergencial de paramédicos, avisar a todos, identificar a área afetada, sendo possível ventilar a mesma e chamar profissionais treinados para a verificação do problema interditando a área até a resolução do caso, aliado a ações para não reincidência. Agradeço a atenção, peço sugestões e contribuições para próximas edições.

Referências

1. Safety Recommendations for the Operation of Industrial Furnaces with Protective-Gas Atmospheres. Aichelin Industrial Furnaces, W 33 A GB, Austria, 2000.
2. Healthy and Safety in the Heat-Treat Shop. Industrial Heating Magazine, USA, Abril, 2009.
3. Linde Gas, www.linde-gas.com.

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Como já coloquei anteriormente, as informações aqui apresentadas não têm a pretensão ou objetivo de serem ou sobrepostas ou aplicadas sem o necessário e devido seguimento/cumprimento no que tange à legislação e práticas consolidadas. Sem sombra de dúvida devem ser seguidas a legislação e orientações oficiais em todas as solicitações aplicadas ao setor. Lembrando ainda que o trabalho de prevenção deve sempre ser o mote e a prioridade quando falamos de segurança.

O objetivo efetivo aqui é de relembrar àqueles que já vivem o dia a dia e de mostrar um pouco quais os riscos presentes em uma instalação típica para profissionais que iniciam se no setor. Antes de comentar alguns dos riscos presentes peço que imaginem uma situação hipotética de maneira a mostrar que a comunicação e informações claras a todos são de extrema importância. Situação: Uma planta de tratamento térmico onde se levam processos de têmpera em óleo utiliza trocador de placas onde o meio de resfriamento é água (lembremo-nos da última edição quando falamos sobre a questão água-óleo e suas peculiaridades). O tipo de trocador em si não é questão no momento e sim uma série de fatos que podem levar a um incêndio. Sequência de eventos / cenário:

– Durante uma manutenção do trocador de calor foram trocadas as vedações que evitam o contato água-óleo;
– A necessidade de retorno para a operação é patente e forte;
– O responsável pela parte ambiental em sua checagem viu há algum tempo que a pressão de óleo no trocador é superior à da água. Visando evitar uma contaminação de óleo na água por eventual problema, inverte a situação sem consultar o responsável pelo processo, afinal o óleo poderia prejudicar todo o sistema de tratamento de água;
– Enquanto isso, a pressão é forte… Faltava o teste no trocador que visa à constatação de que a vedação não seria deslocada. Por experiência prévia sabe-se que nunca houve qualquer tipo de problema, o trocador está pronto… Sendo assim da mesma maneira, independente de qualquer consulta o mesmo é instalado. Inicia-se então a operação;
– Também um evento que nunca acontece é de haver uma falha no fluxo contínuo no circuito de água industrial, este sistema sempre funcionou bem e era checado periodicamente, mas como é típico também aqui como no teste do trocador sem ninguém perceber, havia o domínio da “lei de Murphy”;
– Em operação normal, já descendo cargas continuamente, em temperatura elevada, por exemplo, 860°C em óleo de têmpera com temperatura de 90°C a solicitação no trocador é plena e, e, e “Murphy” novamente. O fluxo de água é interrompido momentaneamente, mas o suficiente para formar vapor de água no trocador que desloca a vedação, que permite que a água (agora com pressão maior do que a do óleo) entre em quantidade suficiente para prover o que já se passa em nossas cabeças, ou seja, início da combustão, um aumento de volume, aquela “espuma” a qual me referi em minha última coluna e incêndio. Situação hipotética, mas que infelizmente pode ocorrer se a comunicação não ocorre e estamos tão absortos no dia a dia em que seja prejudicada a prevenção.

Riscos de Incêndio em Tanques Abertos

Vamos iniciar com este tipo de tanque mostrando algumas das características e riscos pertinentes. A Fig. 1 mostra uma instalação com tanque deste tipo. Os riscos presentes iniciam com, por exemplo, o superaquecimento local quando da submersão de um componente que leva a uma temperatura local superior a de “flash point”; um problema na recirculação do óleo por impedimento físico ou quebra de uma bomba de recirculação; falha do sistema de controle de temperatura e nível inadequado do óleo são os riscos mais frequentes. Há casos em que os tanques abertos são utilizados em fornos tipo contínuo sendo um exemplo típico os fornos de esteira ou de esteira fundida para têmpera e revenimento de elementos de fixação ou ainda tratamento de peças forjadas (Fig. 2).

Enquanto a câmara do forno estiver preenchida com a atmosfera de proteção não haverá quantidade de oxigênio suficiente para iniciar a combustão dos vapores de óleo, no entanto se esta atmosfera do forno for substituída por exemplo pela atmosfera ambiente e ainda mantido a temperaturas superiores a 750°C, a probabilidade de uma ocorrência de incêndio ou expansões é muito elevada; isto pode ocorrer por exemplo durante um período sem produção (por exemplo, fim de semana). É fato que existem por parte dos fabricantes dispositivos para prevenção deste tipo de falha como vimos anteriormente, mas há que lembrarmos que infelizmente pode haver no mercado uma parcela de equipamentos que não leva em conta este(s) eventual(ais) risco(s).

Outro risco a ser evitado é quando há a necessidade de retirar óleo parcial ou integralmente do tanque, por exemplo, para uma manutenção, a câmara do forno deve ter sua temperatura rebaixada e que esteja sem a atmosfera de proteção ou de trabalho. Por óbvia razão, a monitoração do nível de óleo do tanque é mandatória. A extinção de incêndio em tanques abertos pode ser feita por sistemas fixos de CO2, são os mais adequados, pois a área vizinha ao tanque via de regra vai estar com elevadas temperaturas e fumaça o que restringe o combate manual. Há ainda a possibilidade de utilização de espuma ou de pó químico, mas neste caso a contaminação do óleo normalmente impede sua reutilização.

Riscos de Incêndio em Tanques Fechados

Os aqui denominados tanques fechados são, por exemplo, os que são utilizados em fornos tipo câmara ou contínuos empurradores (tipo “pusher”), o quais são amplamente utilizados para cementação, têmpera e revenimento. Na coluna que escrevi anteriormente, apontei e descrevi um pouco sobre a atmosfera e seus sistemas de segurança. Aqui entro um pouco mais no tema de riscos presentes para o óleo de têmpera e puxo a lembrança da conjunção de fatores da situação hipotética apresentada no início desta coluna. Os incêndios neste tipo de tanque podem advir de:

– Água presente no óleo;
– Nível de óleo inadequado (baixo ou elevado);
– Superaquecimento do óleo devido a falhas do sistema de controle de temperatura ou de arrefecimento;
– Cargas de peças críticas que apresentem ampla área ou cavidades (por exemplo, luvas, tubos e pequenas peças).

Efetivamente a causa de incêndios em óleo é a presença de água. Quando temos água no óleo de têmpera uma espécie de espuma de óleo é formada durante a têmpera propriamente dita, esta “espuma” expande preenchendo espaços tais como flaps de compensação de pressão e pega fogo; ainda se esta espuma chega à câmara quente há uma vaporização que leva à uma explosão. Sistemas de resfriamento de óleo externos são utilizados para minimizar o risco de presença de água no óleo e lembrando como na situação hipotética apresentada que a pressão do óleo nestes sistemas (trocador de calor água/óleo) deve obrigatoriamente ser superior à da água. Uma saída ainda para minimização deste risco é a utilização de trocadores de calor ar-óleo ou por exemplo sistemas de dupla câmara (exemplo casco-tubo). Em muito casos temos também o resfriamento de paredes do forno e a indicação neste caso é de utilizar o óleo de têmpera para esta finalidade ao invés de água. Como uma visão geral de minimização de riscos, indica-se que em qualquer ponto onde possamos substituir a água nos fornos, que assim o seja feito. Um exemplo deste tipo de troca é a utilização de recirculadores de atmosfera autônomos sem o resfriamento por água. Algumas medidas a mais para minimização dos riscos de Incêndio:

– Checar e controlar periodicamente e sempre quando de retorno de operação após uma manutenção ou paradas longas o teor de água no óleo. Existem ainda no mercado sistemas de monitoramento contínuo do teor de água no óleo muito interessantes;
– A utilização de sistemas de filtragem e separação de água contínua é uma opção também indicada;
– Utilizar no sistema de controle de temperatura do óleo, uma redundância;
– Monitorar o nível de óleo constantemente através de sensores mínimo e máximo. Aqui é indicada ainda a interação com os sistemas de segurança do forno, chegando se necessária a uma purga completa do forno com nitrogênio.

Sempre e ainda mantendo em nosso check list de trabalho que não é possível retirar os riscos na totalidade em qualquer atividade, mas a busca e atualização para minimização destes são constantes e necessárias. Para fechar esta coluna, gostaria de indicar que a maior incidência ou maior criticidade em potenciais acidentes do tema óleo de têmpera, ocorrem quando há o preenchimento de tanques com óleo novo ou em seu reaquecimento e também e principalmente em casos em que temos fornos com tanque incorporado a análise do teor de água deve ser feita periodicamente e obrigatoriamente a cada vez de retorno de operação. Sinceramente espero ter contribuído para nossa conscientização e ação contínua. Peço ainda contribuição de todos os colegas e amigos em termos de sugestões críticas para o aprimoramento e temas desejados para esta coluna.

Referências

1. Safety Recommendations for the Operation of Industrial Furnaces with Protective-Gas Atmospheres. Aichelin Industrial Furnaces – W 33 A GB – Austria, 2000;
2. ASM International. Metals Handbook Vol.4 Heat Treatment. Furnace Safety in Heat Treating Furnaces, 1991;
3. Gomes, A.C. Controle de Atmosfera em Fornos de Tratamento Termoquímico, 2000;
4. Sicherheitstechnische Grundlagen für  Aufkohlungsöfen mit Ölbädern. Aichelin After Sales Service, Germany 2012;
5. www.chemetron.com/utcfs/ws-5230/Assets/Bltn0505.PDF;
6. Conveyor Belt Furnace Plant – www.aichelin.at/SITES/Englisch/produkte/produkte_details/AI15CBFP.pdf.

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Mesmo batendo em tecla antiga e conhecida, nada substitui um treinamento adequado do pessoal de operação, processos e manutenção, aliado a um projeto executado de forno onde os sistemas de segurança estão disponíveis e ativos.

Fornos de atmosfera controlada têm em sua rotina de trabalho a eficiência conhecida por seus usuários ao redor do mundo, porém qualquer discussão de aquisição, comissionamento ou manutenção deve ser feita por profissionais de conhecimento e vivência aliado com certeza às referências bibliográficas disponíveis. Tais equipamentos apresentam riscos inerentes, devido aos gases/atmosferas inflamáveis utilizadas; calma, não se assuste, afinal atravessar uma rua/avenida movimentada também é uma rotina de risco e a ferramenta que temos é de conhecer este risco, aprender, divulgá-lo em sua comunidade, saber e atuar no que fazer para superá-los, disponibilizar meios de evitá-los e, como já colocado, treinar até que esta atividade seja de rotina com constância de observação de onde e como ir. Se permitirem um paralelo ainda na linha de como atravessar uma avenida, vejam-se atravessando a mesma com faixa de pedestres, semáforo e um orientador de tráfego; mesmo assim em ruas/avenidas movimentadas, você olha para os dois lados (ou não?).

Todos os fabricantes idôneos e com tecnologia oferecem a seus clientes fornos com sistemas de segurança intertravados e redundantes, alguns exemplos: sistema purga com gás inerte/não reativo, instalações para paradas programadas ou de emergência do mesmo, temperaturas mínimas de entrada de gases, monitoração de processo e suas variáveis, treinamento aos usuários, procedimentos de burn-out/queima de fuligem, procedimentos em qualquer falha do sistema de segurança, procedimentos de emergência os quais não podem jamais ser ignorados e em especial, jamais, nunca, nem pense em passar por cima (entendam “by pass”) dos sistemas de segurança disponíveis.

O foco, nesta edição em especial, será dado na atmosfera Endotérmica, que em sua maioria tem, a seguinte composição média Gás (% Vol):

CO = 20.7 / N2 = 39.8 / H2 = 38.7 / CO2 = 0.40 / CH4 = 0.80 / H20 = 0.05

Atmosfera esta das mais utilizadas em processos de cementação e de têmpera sob atmosfera protetora.

Os riscos propriamente envolvidos são:

• Explosão;• Incêndio;• Combustão;• Intoxicação e Asfixia.

Devemos, portanto, saber e manter os dispositivos de segurança adequados e revisados, além de conhecimento de todos envolvidos para interação em caso de necessidade.

Potenciais acidentes podem ocorrer quando:

• Houver falha técnica;• Comportamento incorreto da operação / manutenção / planejamento / processos.

Potenciais falhas:

• Haver queda de energia;• Falha de aquecimento;• Falha nos controladores de temperatura;• Falha de alimentação de gás não reativo (Nitrogênio);• Falha nas chamas piloto e/ou ignitores elétricos;• Baixa pressão interna nos fornos (ex.:escape da atmosfera de maneira não controlada);• Vedação deficiente das portas;• Temperatura do óleo elevada (falha em trocador de calor, por exemplo);• Baixo nível de óleo no tanque de resfriamento;• Presença de água no óleo de tempera.

Vamos trazer ou relembrar o que usualmente dispomos em nossos equipamentos e conhecer um pouco de seu funcionamento.

Nesta abordagem, temos de imediato: o que fazer ou do que dispomos para que nenhum acidente aconteça (lembre-se de como você atravessa uma avenida).

Evitamos e reagimos contra o risco através de técnicas adequadas e ações contínuas da operação e manutenção.

Técnicas básicas:

• Construção e tamanho do forno;• Dispositivos de segurança do equipamento;• Temperatura do forno (processos diversos e paradas em manutenção, final de semana, reinício de trabalho);• Organização da operação e da manutenção.

Importante: A segurança não depende exclusivamente da presença dos dispositivos de segurança, depende com certeza do conhecimento dos mesmos por todos os envolvidos para interação, se necessário, e contínua checagem.

Como condição segura de operação do forno, temos então a aplicação de técnica adequada de segurança, conhecimento básico da atmosfera e seus riscos, treinamento do pessoal de operação e manutenção, orientação regular sobre os riscos vinculados e medidas de segurança (mesmo para aqueles que já passaram por um treinamento), ficar sempre alerta às indicações tais como pressão do forno, ter as indicações de temperatura sempre claras e seguras de maneira a identificar qualquer problema em tempo e solucioná-lo.

Recentemente tive a oportunidade de participar no evento TTT (6º Congresso Sobre Temas de Tratamento Térmico, Atibaia/SP) e de maneira a ilustrar sobre o efeito do que estamos prevenindo, veja na Fig. 1 o que devemos trabalhar incessantemente para evitar.

Antes ainda de comentar sobre os sistemas que temos nos fornos, convido a todos a uma reflexão:

1. Você está tão envolvido em suas tarefas rotineiras que chega a ignorar os sinais para atravessar uma avenida ou os sinais de um forno?

2. Você está tão agitado para conseguir o atingimento de resultados que não enxerga um “by-pass” no sistema?

3. Você acredita que só desta vez…

Vamos iniciar falando um pouco da característica do equipamento os fabricantes de fornos já têm como norma o fornecimento dos dispositivos de segurança com intertravamentos com a concepção aplicada advinda em seus países de origem.

Iniciando com os mais conhecidos, temos:

Cortina de Chama

A finalidade deste dispositivo é a de evitar que oxigênio presente no ambiente vá para dentro do forno, em sua atuação ocorre também a “queima” da atmosfera interna do forno evitando contaminação do ambiente externo ao forno.

Este dispositivo atua evitando:

Explosões – Combustão do Gás – Intoxicação/Asfixia

Composição básica:

• Chama piloto;• Tubo de queima;• Sensor de presença de chama.

A ativação da cortina de chama se dá quando há um transporte que seja necessário durante o processo, quer seja para uma entrada, saída, manuseio para têmpera conformada e/ou intervenção nas portas do forno. O funcionamento dela está intertravado. Quando a porta recebe o comando de abertura, há o início de chama no queimador piloto, enquanto o sensor (do lado oposto) não “sentir” a chama, a porta (Inter travada) não é aberta.

Em caso de falha do sensor, não há emissão de sinal e a porta permanece fechada, evitando a saída da atmosfera do forno para o ambiente de trabalho externo e a entrada da atmosfera deste ambiente (oxigênio) para dentro do forno.

Pirômetro de Segurança

Para a admissão de gases dentro do forno, dispomos de um controlador de temperatura (pirômetro) com ajuste mínimo que permite a entrada de gases acima de 750°C. Obs. Abaixo de 750°C, o Nitrogênio entra no forno automaticamente (veremos no item inserção de gás não reativo – Nitrogênio).

Na linha de admissão de gases há válvula solenóide (NF) que está interligada ao pirômetro, ou seja, somente há a admissão de gás se a temperatura for igual ou superior a 750°C.Em temperaturas inferiores a válvula permanece fechada.

Nota: A temperatura de 750ºC indicada advém da referência [4] EN 746 e muito comumente utilizada.

Pressão Interna do Forno

A pressão interna do forno advém do processo e também é mantida como mais um auxiliar na segurança. Por quê?

Com a pressão levemente superior à atmosférica, evitamos que haja a entrada de Oxigênio para dentro do forno e/ou tanque de óleo.

Evitando: Explosões — Combustão do Gás e/ou do Óleo.

O ajuste usualmente é feito pela restrição à saída da atmosfera para o ambiente com regulagem por profissional habilitado e sistemas automatizados quando disponível.

A evidência é feita pelo indicador de pressão e cerca de 20mmca, mesmo baixa pressão, cumpre bem seu papel.

Admissão de Nitrogênio

O Nitrogênio sendo um gás não reativo é utilizado em termos de segurança basicamente :

• Quando há queda de temperaturas ou no aquecimento/resfriamento abaixo de 750ºC.

Além de termos a admissão de gases fechada sendo controlada pelo pirômetro de segurança, a válvula solenóide (NF) na linha emergência de N2, abre automaticamente permitindo a entrada de N2 expulsando a atmosfera presente no forno.

• Também compensa a queda de pressão, quando do primeiro instante da têmpera.

Quando a carga submerge no óleo, em seu estágio inicialmente, há a “contração” da atmosfera no recinto de têmpera e logo após expansão.

O Nitrogênio, portanto, evita a entrada de oxigênio, que tende a ser “puxado” quando desta contração, mesmo com a vedação das portas em perfeito estado, este dispositivo de verificação de pressão e sua interação com o processo exerce um fundamental papel na segurança do processo.

Isto é facilmente notado em fornos tipo câmara, mas nem sempre percebido em fornos contínuos tipo empurrador.

A Fig. 3 é um exemplo de uma instalação com detalhe na linha N2 (Stickstoff).

Existem itens diversos que podem gerar risco e que fazem parte do acompanhamento normal do forno em sua operação e devem sempre ser mantidos em muito boas condições.

• Vedação das portas e vestíbulos: havendo uma vedação deficiente, podem ocorrer combustão da atmosfera e/ou óleo de resfriamento, pois o oxigênio pode estar sendo puxado do exterior por exemplo quando do primeiro momento da têmpera, conforme colocado anteriormente. É fato que para haver um acidente neste caso, outros sistemas devem falhar (compensação de pressão pelo Nitrogênio). No entanto, a condição primeira imposta em sistemas de segurança é de que mesmo redundantes todos têm que estar em pleno funcionamento.

• Trocador de calor não atuante ou deficiente: pode ocorrer a elevação da temperatura do óleo, acima do máximo permitido, iniciando a combustão.

Outro problema que deve ser evitado é o de haver mistura de água em trocadores de calor água/óleo.

Ação Contínua: Manutenção Adequada

• Baixo nível de óleo: neste caso pode ocorrer a não submersão total da carga, gerando aquecimento excessivo na parte superior, podendo gerar a combustão no óleo em havendo oxigênio presente.

• Água no óleo: por exemplo, você já tentou fritar algo em sua casa numa frigideira com óleo que não estava seca? A ideia é a mesma, a água fica no fundo do tanque e quando uma carga é temperada (dependendo do volume da água) a eventual água presente passa a vapor que, a sair pode gerar além da mistura uma expansão que chega a sair do tanque (em muitos casos pegando fogo), tal como uma espuma e os efeitos são catastróficos.

Ação Contínua: Operação Adequada com Verificação Contínua

Em qualquer atividade do gênero, jamais modifique os sistemas de segurança e/ou intertravamentos. Mesmo com os mais recentes desenvolvimentos e automações, o forno não deve ficar sem supervisão nos itens de segurança.

Temos uma vasta área de exploração neste tema, mas de maneira geral gostaria ainda de salientar que há de se levar em conta:

• Sistemas de combate a incêndio;• Instalações adequadas para o equipamento;• Planos de operação e manutenção claros, disponíveis e de conhecimento da equipe presente nestas operações;• Tipo de óleo de têmpera utilizado e detalhamento de periféricos (por exemplo, trocadores de calor, temperatura de trabalho);• Equipamentos de monitoração da atmosfera do ambiente onde os fornos estão operando.

Tivemos oportunidade de ver alguns aspectos básicos do tema, para cada um há uma série de detalhes e exemplos ou estórias que escutamos no dia a dia. Espero ter suscitado a discussão, a vontade de ler mais sobre o assunto conforme indicado e com certeza agradeço de antemão qualquer sugestão ou comentário.

Aguardo, ainda, em futuro próximo, a oportunidade de entrarmos em detalhes destes e outros sitemas, bem como em seus subprocessos em diferentes fornos.

Também participam desse artigo: Carlos Humberto Sartori – sartori@itarai.com.br e João Carlos Sartori – joao.sartori@metaltrend.com.br

Referências

1. Safety Recommendations for the Operation of Industrial Furnaces with Protective-Gas Atmospheres. Aichelin Industrial Furnaces – W 33 A GB – Austria, 2000;
2. ASM International. Metals Handbook Vol.4 Heat Treatment. Furnace Safety in Heat Treating Furnaces, 1991;
3. Gomes, A.C. Controle de Atmosfera em Fornos de Tratamento Termoquímico, 2000;
4. European Standard EN 746-3:1997;
5.NFPA 86 – Standard for Ovens and Furnaces -2011 Edition;
6. Sicherheitstechnische Grundlagen für Aufkohlungsöfen mit Ölbädern. Aichelin After Sales Service, Germany 2012.

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