Caso 030: Explosão em Bombas Centrífugas.

As bombas centrífugas que serão demonstradas aqui, todas são bombas d’água que explodiram. As explosões não ocorreram por causa de qualquer contaminação ou reação química com algo que não deveria estar na bomba. Na verdade, explosões como estas têm acontecido com águas muito puras – bombas d’água de alimentação de caldeiras, bombas de condensado e bombas de água deionizada. Como essas explosões ocorreram?

As bombas operaram por algum período de tempo, com a sucção da bomba e as válvulas de descarga fechadas (operar a bomba em “shut off”). Como a água não pode fluir através da bomba, toda a energia que normalmente iria para o bombeamento é convertida, em vez disso, em calor. Quando a água é aquecida, ela se expande gerando uma pressão hidrostática no interior da bomba. Isso pode ser pressão suficiente para causar a quebra da bomba – talvez o selo mecânico falhe, ou a carcaça da bomba possa se romper. Essas explosões podem causar danos significativos ou lesões em pessoas por causa da energia acumulada. No entanto, se a água no interior da bomba for aquecida acima do seu ponto de ebulição, antes da bomba falhar, uma explosão ainda maior poderá ocorrer porque a água superaquecida liberada ferverá e se expandirá rapidamente (uma explosão por expansão de vapor resultante de líquido em ebulição - BLEVE). A explosão será semelhante a uma explosão de uma caldeira de vapor, em severidade e danos. Este tipo de explosão pode acontecer com qualquer fluido se uma bomba for operada com válvulas de sucção e descarga fechadas. Se com um fluido não-perigoso, como a água, pode resultar nos danos mostrados nas imagens, pense quão mais grave poderia ser se o líquido fosse inflamável - o material liberado poderia incendiar-se. Se o fluido for tóxico ou corrosivo, pessoas perto da bomba poderão ser gravemente feridas em decorrência do material liberado.

RECOMENDAÇÕES

• Antes de por qualquer bomba em operação, verifique se todas as válvulas estão na posição correta. Certifique-se se as válvulas do alinhamento destinado para o escoamento estão abertas e, se outras válvulas, tais como drenos e vents, estão fechadas;
• Se você está partindo uma bomba a partir de um local remoto, como uma sala de controle, certifique-se se a bomba está pronta para operar. Se você não tiver certeza, vá até a bomba e verifique, ou peça a alguém para verificar;
• Certifique-se de que as etapas-chave importantes para a operação segura de bombas, incluindo todas as posições de válvulas, foram incluídas nos procedimentos de operação e em listas de verificação;
• Algumas bombas possuem partida automática - por exemplo, a partir de um computador de controle de processo, ou de um instrumento de nível, com a finalidade de esvaziar automaticamente um tanque após atingido determinado nível. Certifique-se se todas as válvulas estão nas posições corretas ao colocar essas bombas em operação automática, por exemplo, após uma manutenção;
• Algumas bombas possuem instrumentação para bloquear determinadas operações – por exemplo, por baixa vazão, alta temperatura, ou alta pressão. Certifique-se de que esses sistemas de segurança sejam adequadamente testados;
• Se você se deparar com uma bomba em operação “isolada”, aja com extrema precaução. Interrompa a operação da bomba à distância; mantenha as pessoas AFASTADAS, até que ela esfrie;
• Seja prudente na partida de bombas. A comunicação para saber qual bomba está preparada para operar tem de ser muito clara;
• Algumas unidades procuram ter uma pessoa próxima à bomba no momento da partida. Isso pode não ser possível em todas as situações, mas poderá eliminar muitos problemas;
• Se possível, abra a válvula de drenagem da carcaça de uma bomba que ficará fora de serviço por um longo período de tempo. Mas, verifique para se certificar de que não estará criando um outro problema (ambiental, financeiro, etc.);
• E, uma ronda de rotina na área industrial poderá revelar muitas coisas – uma bomba isolada (bloqueada) em operação é apenas um dos exemplos.

O incidente da imagem abaixo acorreu com uma bomba centrífuga de 75 HP que estava operando com as válvulas de sucção e descarga fechadas por cerca de 45 minutos. Acredita-se que estivesse completamente cheia de líquido. Como a energia mecânica fornecida pelo motor estava se transformando em calor, o líquido no seu interior teve sua temperatura e pressão aumentadas gradualmente até que finalmente – a bomba acabou destruída de maneira catastrófica.

Um fragmento pesando 2,3 kg foi encontrado a mais de 120 metros de distância.

Felizmente, como não havia ninguém nas imediações, ninguém se feriu.

No passado, esse evento terminaria com uma falha de junta – o vazamento através de uma junta seria suficiente para aliviar a pressão. As novas concepções de juntas mecânicas melhoraram significativamente. Não se pode mais depender desse velho tipo de “sistema de alívio”.

Como os processos se tornaram mais automatizados, hoje é muito mais fácil de se acionar uma bomba acidentalmente ou operar a válvula errada.

 As instalações de bombas reservas paralelas também podem se tornar um problema caso a bomba “incorreta” seja acionada. Por exemplo, a “bomba norte” está com as válvulas alinhadas mas a “bomba sul” é acionada.

Essa condição demonstrada acima  é diferente de se operar uma bomba com somente a descarga bloqueada - quando a válvula de sução está aberta. Quando isso ocorre,  não há fluxo através da bomba. Neste caso, o alívio de pressão ocorre para trás, através da tubulação de sucção da bomba.

Fonte:

Instituto Americano de Engenheiros Químicos

Center for Chemical Process Safety - CCPS