David Gailey

A indústria de equipamentos de segurança nos Estados Unidos tem florescido nos últimos anos, pois os fabricantes têm aumentado os esforços para promover a conscientização e educação sobre segurança para os usuários finais.  Como parte disso, os fabricantes de aparelhos de corte e aquecimento de oxi-combustível também foram bem sucedidos em aumentar a conscientização das questões de segurança relacionadas a seus equipamentos.  Esta é uma tendência positiva que deve continuar.  Entretanto, mesmo os equipamentos de segurança, se utilizados de forma inadequada, podem criar condições perigosas, que aumentam o risco de acidentes e/ou ferimentos.

Muitos anos de experiência de campo têm mostrado que, quando usados corretamente de acordo com as instruções do fabricante, os maçaricos oxi-combustível são seguros e confiáveis sem o uso de dispositivos acessórios de segurança, tais como válvulas de retenção e pára-raios. Dito isto, deve ser enfatizado que é necessário treinamento e diligência por parte do usuário final para operar equipamentos oxi-combustível com segurança. No atual local de trabalho de ritmo acelerado, é fácil pular certas práticas de segurança, tais como purgar linhas de mangueiras ao iniciar/desligar ou certificar-se de que todas as passagens de gás estejam limpas e livres de sujeira, óleo e detritos. 

Prisioneiros de Flashback

Os pára-chamas (FBA's) são dispositivos de segurança comumente usados que param ou impedem o progresso de uma frente de chama a montante do ponto de inserção.  Provavelmente 90% de todos os FBA's utilizados em maçaricos de corte e aquecimento oxi-combustível são projetos que possuem elementos sinterizados de aço inoxidável. O restante são projetos que utilizam tubos enrolados para apagar o calor associado a uma chama de flashback. Estes elementos apaziguam a frente da chama enquanto ela se propaga de volta para cima em direção à tocha e/ou regulador.  Os FBA são geralmente confiáveis no desempenho da função pretendida, desde que o dispositivo seja utilizado de acordo com as instruções do fabricante.

Há dois tipos de elementos sinterizados.  Um é montado na saída dos reguladores e o outro é montado na entrada das tochas. Os pára-reguladores são tipicamente maiores e têm uma capacidade de fluxo maior do que os modelos de tochas porque o elemento sinterizado tem mais área de superfície permitindo mais fluxo.  Os tamanhos dos supressores de montagem de tochas são limitados de modo a não tornar a tocha muito pesada para manusear.  Os pára-choques de tocha são preferidos porque sua localização é ideal para evitar flashbacks de fluxo inverso nas mangueiras.  Se forem usados pára-raios de montagem reguladora, ainda podem ocorrer flashbacks nas mangueiras com um alto potencial de ferimentos.  Os pára-raios de montagem de reguladores são usados quando são necessários fluxos maiores e estes protegerão os reguladores e cilindros dos efeitos de flashback.

Flashbacks e Fogo de Fundo Sustentado
As tochas de oxi-combustão e de aquecimento estão sujeitas a três tipos de fenômenos: Backfires, Backfires Sustentados e Flashbacks.  É importante entender estes termos e ser capaz de identificar estas reações se elas ocorrerem.  Infelizmente, os fabricantes e distribuidores de maçaricos oxi-combustível não fizeram um trabalho minucioso ao explicar a seus clientes exatamente o que estes termos significam.  O resultado é um mal-entendido geral entre os usuários finais.  

Contra-Ataque.  Um contra-ataque é definido como o retrocesso momentâneo da chama na ponta da tocha. O usuário ouve um "estalo" e a chama é extinta.  A chama pode ser reacendida se uma fonte de ignição adjacente estiver presente ou se for necessário o uso de um detonador manual.  Isto normalmente não é uma preocupação de segurança e, na verdade, muitos fabricantes induzem incêndios durante os testes de projeto e produção para garantir a integridade da chama das tochas e pontas.

Contra-Ataque Sustentado. Isto é definido como uma queima sustentada da chama de volta dentro da tocha, geralmente no misturador, mas também pode acontecer mais a montante sob as condições certas.  Isto é freqüentemente acompanhado por um som sibilante ou guincho e/ou uma chama fumegante e pontiaguda.  O usuário deve fechar imediatamente todas as válvulas do maçarico para evitar danos ou ferimentos.  Se um contra-ataque contínuo continuar a queimar sem fechar as válvulas do maçarico, danos severos ao maçarico, bem como um aumento do risco de incêndio, resultariam em danos graves ao maçarico.  A maioria dos contra-ataques sofridos pode ser contida dentro da tocha até que o usuário possa interromper o fluxo de gás e não irá quebrar para o exterior.  Existem, entretanto, alguns projetos de tochas com paredes finas de construção onde a chama quebrará a parede e lançará fogo e metal fundido em um curto espaço de tempo.

Flashback. Um flashback é um retrocesso momentâneo ou contínuo da chama a montante do misturador geralmente na tocha ou nas mangueiras.  Esta é uma situação potencialmente perigosa, particularmente se a chama atingir as mangueiras, onde uma explosão resultará em uma ruptura ou separação da mangueira.  Um flashback é geralmente causado pelo fluxo inverso de gases a montante nas mangueiras ou em outros equipamentos.  Este fluxo reverso é geralmente o resultado de 1) procedimentos inadequados de desligamento e/ou partida ou 2) permitindo que as pressões do cilindro fiquem muito baixas ou 3) por uma válvula de retenção que não está funcionando corretamente. 

Os pára-raios são normalmente muito adequados para evitar o retorno do fluxo, no entanto, não evitarão um contra-ataque sustentado, nem foram projetados para funcionar dessa forma.  Na verdade, os FBA's podem realmente contribuir para a probabilidade de contra-ataques sustentados.  Veja como:  Os misturadores de gás oxi-combustível são projetados para distribuir volumes apropriados de oxigênio e gás combustível em uma passagem ou ponta de mistura.  Além disso, um misturador adequadamente projetado assegurará velocidades de saída adequadas do gás misturado na ponta para evitar um contra-ataque sustentado.  Tudo isso acontece sem incidentes quando são tomadas as precauções normais de segurança e as pressões são ajustadas conforme recomendado pelo fabricante.  FBA's que incorporam elementos sinterizados criam dramáticas quedas de pressão através do elemento sinterizado e dentro da tocha.  Isto significa que as pressões no misturador também são mais baixas.  Pressões mais baixas no misturador significam menores velocidades de saída do gás misturado na ponta ou no bico.  Isto pode resultar em um contra-ataque sustentado se a tocha se aproximar demais da peça de trabalho.  As aplicações de aquecimento pesado são especialmente vulneráveis a este evento, pois as pontas de aquecimento utilizam grandes volumes de gás e são altamente suscetíveis a contra-ataques, que podem se tornar sustentados, se as pressões do misturador forem muito baixas. 

Uma maneira de evitar os perigos associados a incêndios prolongados é compensar a queda de pressão ao utilizar pára-arranques de flashback.  A maioria dos fabricantes de pára-raios fornece gráficos de queda de pressão junto com seus produtos (ver Fig. 1).  Estes gráficos devem ser seguidos de perto ao estabelecer as pressões em sistemas que utilizam pára-raios de flashback.  Os gráficos são lidos como se segue:

Determinar a vazão e a pressão recomendada necessária com base na ponta ou bico utilizado (isto pode ser obtido contatando o fabricante ou através da literatura do fabricante).

Como a maioria dos gráficos utiliza ar ou nitrogênio como gás de teste, corrigir as vazões para a densidade do gás efetivamente utilizado (ou seja, oxigênio e acetileno, propano, gás natural, etc.).

Encontre no gráfico a queda de pressão que seria esperada a uma determinada vazão e pressão.  Aqui está um exemplo baseado no gráfico abaixo: se a ponta ou bico exigisse 400 scfh a 80 psig, isto cairia na curva Dp=10 psig e a pressão no regulador deveria ser ajustada em até 90 psig.

Se estes gráficos de queda de pressão forem cumpridos pelos usuários finais, isto assegurará que pressões adequadas sejam mantidas na ponta e diminuirá a probabilidade de contra-ataques sustentados.  Existem, no entanto, algumas aplicações de aquecimento pesado onde os fluxos são tão altos que seria impraticável usar pára-raios de flashback de montagem de tochas.  Por exemplo, algumas pontas de aquecimento pesadas fabricadas pela Harris Calorific requerem até 1600 scfh de oxigênio e 400 scfh de propano.  As quedas de pressão seriam tão dramáticas nestas pontas que os pára-choques montados em tochas não deveriam ser usados.  Ao invés disso, devem ser usados pára-choques de montagem com regulador de fluxo alto certificando-se de que as pressões apropriadas sejam compensadas para fornecer fluxos adequados à ponta. 

Para informações adicionais sobre o uso de protetores de flashback relacionados a equipamentos oxi-combustível, a Associação de Gás Comprimido tem duas (2) publicações; SB-16 Uso de Aparelhos de Tocha de Aquecimento a Gás Oxi-combustível de Alto Fluxo e protetores de flashback de linha de mangueiras TB-3 disponíveis em seu website (www.cganet.com). 

Em resumo, os usuários devem sempre seguir os procedimentos de segurança e manutenção recomendados pelo fabricante.  Ninguém sabe mais como operar e manter o equipamento com segurança do que o fabricante.  Além disso, não pense que um dispositivo acessório de segurança torna o equipamento imune a todos os acidentes.  Isto pode criar uma falsa sensação de segurança e levar ao descuido.  E, finalmente, seja extremamente cuidadoso com os pára-raios de flashback em aplicações de aquecimento pesado.  Se usado, é muito importante que o pára-raios seja um modelo de alto fluxo, provavelmente de montagem reguladora, e que as tabelas de compensação de pressão apropriadas sejam seguidas.  Isto deve resultar no uso seguro e livre de acidentes de seu equipamento oxi-combustível.

David Gailey é o gerente de Produtos Especiais do The Harris Products Group, A Lincoln Electric Co. Ele está com a Harris há 27 anos e atuou como ex-presidente do Comitê de Aparelhos de Gás Industrial da CGA.